Моисеенко Г. Ю.

Аннотация

Постановка задачи. Непреднамеренное нарушение пользователем инструкций по работе с информационной системой, приводящее к информационным угрозам (неумышленный инсайдинг), является серьезной проблемой в сфере информационной безопасности. Основная причина нарушений заключается в том, что вследствие определенного психоэмоционального состояния пользователя возникает девиация его поведения и он может ошибаться как в выборе, так и в работе с элементами интерфейса системы: например, вводить конфиденциальные данные в «открытые» поля. Цель работы состоит в описании программного средства моделирования, разработанного на базе авторской модели интерфейса системы и инструкций. Методы исследования: компьютерное моделирование, программная инженерия, эксперимент. Результат: помимо самого факта создания программного средства доказана его работоспособность в части моделирования интерфейса в информационной системе и инструкций по работе с ней, а также продемонстрирована наглядность получаемого графического отображения. Практическая значимость заключается в том, что данное средство позволяет реализовать метод противодействия девиации поведения пользователя путем решения оптимизационной задачи по уточнению инструкций в части спецификации описания элементов интерфейса; при этом данная задача является многокритериальной, поскольку увеличение содержания инструкции ведет к обратному эффекту -- усложнению ее восприятия человеком.

Ключевые слова
неумышленный инсайдинг, девиация поведения, моделирование, программное средство, эксперимент.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-4-1-14
EDN SFRRWR

Комаров В. В.

Аннотация

Целью исследования является определение надежности работника субъекта критической информационной инфраструктуры, задействованного в реализации мероприятий по реагированию на компьютерные инциденты и ликвидации последствий компьютерных атак на значимые объекты указанной инфраструктуры, а также оценка целесообразности использования данного параметра, характеризующего исполнителя, в системах поддержки принятия решений. В рамках решения задачи назначения ответственных исполнителей упомянутых мероприятий предложен методический подход по определению надежности исполнителя плана реагирования на компьютерные инциденты. Проведены практические экспериментальные исследования по оценке эффективности действий работников субъектов критической информационной инфраструктуры, имеющих разную квалификацию и навыки. В результате исследования предложен подход к расчету основных показателей квалификации и навыков исполнителя, а также использованию полученных показателей при решении задачи распределения исполнителей (задача о назначениях), что позволит сократить время реагирования на компьютерный инцидент и ликвидацию последствий компьютерной атаки. Полученные результаты позволяют обоснованно сформировать требования к квалификации и навыкам персонала сил безопасности значимых объектов критической информационной инфраструктуры и обеспечить взаимозаменяемость исполнителей. Практическая значимость исследования заключается в решении задачи оптимального распределения (назначения) исполнителя с учетом его квалификации и навыков при реагировании на компьютерные инциденты и ликвидации последствий компьютерных атак.

Ключевые слова
критическая информационная инфраструктура, объект критической информационной инфраструктуры, компьютерный инцидент, модель, компьютерная атака.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-4-15-30
EDN TTTFWO

Белов А. А., Хуторная Е. В.

Аннотация

Постановка задачи. Сверхширокополосные системы локального позиционирования в реальном времени используют для передачи данных импульсные радиосигналы с эффективной шириной спектра не менее 500 МГц, имеют высокую точность локализации (10–30 см) и скорость передачи (до 27,24 Мбит/с с перспективой роста до 480 Мбит/с), что делает их необходимым звеном в построении систем широкого профиля для мониторинга перемещений людей, транспортных средств, контроля доступа (без шлагбаумов), в том числе в опасные зоны и т. п. При этом радиус действия таких систем быстро снижается с ростом битовой скорости, а также зависит от многих других факторов. В то же время универсальная система должна быть достаточно быстродействующей для решения таких задач, как предотвращение столкновений транспортных средств, управление роботами и др. В этих условиях для успешного применения сверхширокополосных решений необходимо иметь оперативный механизм оценивания ключевых параметров системы в зависимости от массы влияющих факторов, таких как спектральные характеристики сигналов, нормы по спектральной плотности эквивалентной изотропно-излучаемой мощности, настройки приемопередатчика, допускаемые значения частоты битовых ошибок и т. п. Целью работы является исследование факторов, влияющих на ключевые параметры сверхширокополосных систем локального позиционирования в реальном времени, и разработка на этой основе оценочной модели процесса передачи как одного из инструментов проектирования и обслуживания систем. Используемые методы: анализ сведений по влияющим факторам, построение и наложение модели потерь при распространении радиоволн и моделей бюджета радиолинии, работа с общей моделью и вывод закономерностей изменения ключевых параметров при граничных значениях влияющих факторов. Новизна: в одной общей модели систематизированы факторы моделей двух видов, влияющие на дальность передачи. Результат: получен инструмент проектирования и обслуживания сверхширокополосных систем локального позиционирования в реальном времени, позволяющий предсказывать их поведение при разных сочетаниях влияющих факторов, в частности обеспечивать максимальный радиус действия при заданной битовой скорости. Практическая значимость: представленное исследование может быть использовано в качестве методического сопровождения занятий по ознакомлению со сверхширокополосными системами локального позиционирования в реальном времени и по оценке радиуса их действия в зависимости от скорости передачи и других факторов.

Ключевые слова
сверхширокополосная связь, сверхширокополосные сигналы, система локального позиционирования в реальном времени, спектральная плотность эквивалентной изотропно-излучаемой мощности, сверхширокополосные системы локального позиционирования в реальном времени, частота битовых ошибок.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-4-31-53
EDN JVKANN

Исаков М. В., Симонина О. А.

Аннотация

Актуальность. В настоящее время коротковолновый диапазон по-прежнему сохраняет свою значимость как экономически эффективное решение для дальней связи. При этом существует ряд проблем в области методов повышения эффективности коротковолновых каналов в условиях сложной ионосферной обстановки. Применение технологий машинного обучения открывает новые возможности для улучшения качества связи. Цель исследования ‒ повышение качества связи в коротковолновом канале связи посредством применения методов машинного обучения для демодуляции сигналов с использованием технологий OFDM. Методы исследования: моделирование LSTM-сетей для прогнозирования ионосферных параметров, применение сверточных сетей (CNN) и многослойных перцептронов (MLP) для демодуляции сигналов. Научная новизна состоит в комплексном подходе к улучшению качества связи в коротковолновом канале связи, объединяющем прогнозирование ионосферных параметров с методами машинного обучения для демодуляции сигналов. Результаты исследования. Применение CNN-демодуляторов обеспечивает наилучшее качество приема сигналов при низких значениях отношения сигнал / шум, демонстрируя выигрыш до 2,5 дБ по сравнению с классическим корреляционным методом. LSTM-сети показали высокую эффективность в прогнозировании максимально применимых частот и других ионосферных параметров. Практическая значимость: разработаны методы повышения качества связи в коротковолновом диапазоне, которые могут быть использованы для создания адаптивных систем радиосвязи с автоматическим выбором рабочих частот и параметров модуляции.

Ключевые слова
коротковолновая связь, OFDM, машинное обучение, LSTM-сети, CNN, MLP, демодуляция, прогнозирование ионосферы, качество связи.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-4-54-70
EDN NASEQO

Буйневич М. В., Долженков С. С.

Аннотация

Актуальность работы обусловлена нарастающим противоречием между динамикой требований рынка труда к IT-компетенциям и инерционностью системы высшего образования, что требует системного, а не фрагментарного подхода к интеграции IT-Skills-технологии в цифровую образовательную среду. Цель работы – системная концептуализация проблемного поля интеграции IT-Skills-технологии в цифровую образовательную среду профильного вуза. Методы исследования – теоретический анализ и синтез научной литературы и практического опыта интеграции, системный подход, позволяющий рассматривать содержательные, архитектурные и интерфейсные аспекты в их взаимосвязи, а также методология концептуального моделирования для обоснования структуры информационно-функционального обеспечения интеграции. Основным результатом работы является систематизация трех ключевых проблем – содержательной валидности, архитектурной совместимости и организации человеко-машинного взаимодействия, – которые рассмотрены не изолированно, а как взаимосвязанный комплекс, образующий системный барьер на пути формирования актуальных ИТ-компетенций у обучающихся. На основе этого анализа сформулированы объект, предмет и гипотеза исследования, определены три ожидаемых научных результата: система принципов интеграции, информационно-функциональная архитектура IT-Skills-модуля и метод организации интерфейса, ориентированный на снижение когнитивных барьеров. Научная новизна: в отличие от существующих подходов, рассматривающих содержательные, архитектурные и интерфейсные проблемы интеграции изолированно и предлагающих частные решения, в работе впервые выявлен и обоснован системный характер данных проблем. Теоретическая значимость заключается в обосновании структуры информационно-функционального обеспечения интеграции и установлении ключевого условия успешной интеграции IT-Skills-технологии в цифровую образовательную среду, которым выступает система принципов, согласующих требования рынка труда и педагогической эргономики. Практическая значимость: сформулированные гипотеза и ожидаемые научные результаты образуют векторную «дорожную карту» для последующей разработки и внедрения информационно-функционального обеспечения, направленного на преодоление выявленных барьеров.

Ключевые слова
IT-Skills-технология, ИТ-компетенции, цифровая образовательная среда, проблемы интеграции, системный подход, информационно-функциональное обеспечение.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-4-71-82
EDN MCBXLG

Багаев Е. С., Шаламов П. А., Фокин Г. А.

Аннотация

Постановка задачи. Современные сценарии высокоточного позиционирования в беспроводных локальных сетях требуют преодоления ограничений, связанных с многолучевым распространением сигналов и нелинейными задержками. Для реализации дальномерного метода позиционирования при отсутствии синхронизации между опорными приемопередающими узлами используется известный метод симметричного двустороннего двунаправленного измерения расстояния. Целью работы является исследование применения технологии симметричного двустороннего двунаправленного измерения расстояния в контексте определения местоположения пользовательского устройства в беспроводной локальной сети по технологии nanoLOC с нестационарной окружающей средой внутри помещений. Новизна заключается в разработке методического сопровождения для экспериментальной оценки точности позиционирования устройств внутри помещений с использованием технологии nanoLOC. Результаты показывают, что применение системы nanoLOC для решения задачи определения местоположения пользовательского устройства может обеспечить точность измерения в пределах нескольких дециметров за счет применения метода симметричного двустороннего двунаправленного измерения расстояния. Практическая значимость: представленное исследование может быть использовано для прикладной конфигурации сценариев определения местоположения внутри помещений с настройкой модулей сбора и обработки дальномерных измерений nanoLOC, а также для проведения лабораторных занятий по курсам систем прикладного радиодоступа.

Ключевые слова
сеть связи, системы определения местоположения, беспроводная локальная сеть, пользовательское устройство, nanoLOC, ToA (time of arrival), ToF (time of flight), SDS-TWR (symmetric double-sided two way ranging).
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-2-1-31
EDN QEDDVK

Хоанг Ф. Н., Парамонов А. И.

Аннотация

Постановка задачи. Статья посвящена решению задачи выбора оптимальной стратегии передачи данных в гетерогенных сетях Интернета вещей. Для оценки и выбора стратегий с учетом таких противоречивых факторов, как энергопотребление, задержки и потери пакетов, предложен подход на основе нечеткого многокритериального анализа, позволяющий находить эффективные компромиссные решения в условиях неопределенности и нечеткости исходных данных, характерных для сетей Интернета вещей. Метод исследования: нечеткий многокритериальный анализ, обеспечивающий учет и обработку множества критериев и нечетких данных. Результаты: доказана эффективность предложенного подхода для определения стратегий передачи, обеспечивающих оптимальный баланс между энергопотреблением, задержками и потерями пакетов, что способствует повышению общей производительности сети. Практическая значимость: разработанный подход может применяться для оптимизации передачи данных в реальных сетях Интернета вещей, в том числе для снижения энергопотребления и задержек при сохранении высокой вероятности доставки, что актуально для приложений умного города и промышленной автоматизации.

Ключевые слова
Интернет вещей, гетерогенные сети, стратегия передачи, нечеткий анализ, многокритериальная оптимизация.
DOI  10.31854/2307-1303-2025-13-2-32-42

EDN ZUDPTT

Редругина Н. М., Тарабанов И. Ф.

Аннотация

Предмет и цель работы. Статья посвящена решению проблемы балансировки нагрузки в условиях нетерпеливых пользователей и разнородного трафика в телекоммуникационных системах. Целью работы является разработка концептуального фреймворка, сочетающего аналитические методы теории массового обслуживания и современные подходы машинного обучения для минимизации совокупного штрафа, учитывающего задержки обслуживания и стоимость отказов. Используемые методы. В основе исследования лежит аналитическая модель M/G/1/K с нетерпеливыми пользователями, позволяющая оценить ключевые показатели системы. Для случаев, когда аналитическое решение невозможно или неэффективно, предложено применение: (1) прогнозирования временных рядов для предсказания нагрузки, (2) бинарной классификации для оценки вероятности оттока, обучения с подкреплением для оптимизации целевой функции. Новизна работы заключается в системном подходе к сочетанию аналитических методов и методов машинного обучения для задач балансировки, а также в том, что учитывается разнородная стоимость отказов для различных классов трафика. Предложена новая формализация задачи через призму обучения с подкреплением. Основные результаты. Разработана концепция интеллектуальной системы балансировки, демонстрирующая потенциальные преимущества перед традиционными методами. Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании систем управления нагрузкой в автономных сетях.

Ключевые слова
машинное обучение, теория массового обслуживания, нагрузка, математическое моделирование, миграция, балансировка.
DOI  10.31854/2307-1303-2025-13-2-43-51

EDN FMMVHK

Аль-Свейти М. А. М., Ким З. В., Маршев Д. В.

Аннотация

Постановка задачи. В условиях растущего объема чувствительных данных и ужесточения требований к их защите традиционные централизованные методы машинного обучения становятся неприемлемыми из-за рисков утечек и нарушения конфиденциальности. Особенно остро эта проблема стоит в таких сферах, как здравоохранение и финансы, где передача персональных данных на центральный сервер недопустима. Одним из перспективных решений является федеративное обучение, позволяющее обучать глобальные модели без передачи исходных данных, однако сохранение баланса между точностью модели и уровнем приватности остается ключевым вызовом. Методы: для решения задачи предложен подход, сочетающий алгоритм агрегации FedAvg с механизмами дифференциальной приватности, включая обрезку градиентов и добавление гауссовского шума на стороне клиентов. Экспериментальная валидация проведена на наборе данных MNIST с использованием сверточной нейронной сети при различных параметрах дифференциальной приватности. Результаты: при оптимальных настройках (σ=0,5; ε≈3) достигнута точность 97,80 %, что лишь на 1 % уступает централизованному обучению (98,79 %). Безопасная агрегация с 10 клиентами за пять раундов показала точность 93,21 %. Анализ выявил четкую зависимость точности от параметров приватности, что позволяет гибко настраивать систему под конкретные требования. Практическая значимость: предложенная методика обеспечивает прозрачную и воспроизводимую оценку компромисса «точность ‒ приватность», что делает ее применимой для внедрения в реальные системы с чувствительными данными; результаты могут быть использованы в качестве базы для адаптации федеративного обучения в медицинских, финансовых и других критически важных приложениях, где конфиденциальность является приоритетом.

Ключевые слова
федеративное обучение, дифференциальная приватность, машинное обучение, защита данных, компромисс «точность ‒ приватность», безопасная агрегация.
DOI  10.31854/2307-1303-2025-13-2-52-68

EDN YHQXCK

Ву Т. З., Глушанков Е. И., Фам К. К.

Аннотация

Постановка задачи. В современных радиотехнических системах обеспечение необходимого компромисса между энергетической и спектральной эффективностью рассматривается как одна из наиболее актуальных задач. При этом применение сигнально-кодовых конструкций путем рационального объединения методов помехоустойчивого кодирования и многопозиционной модуляции представляется перспективным направлением для совместной оптимизации энергетической и спектральной эффективности, что и обуславливает актуальность данного исследования. Цель работы: исследование энергетической эффективности сигнально-кодовых конструкций на основе решетчатой кодовой модуляции и многоуровневой кодовой модуляции при их сочетании с помехоустойчивыми каскадными кодами и турбокодами. Метод исследования основан на компьютерном моделировании в среде MATLAB с целью оценки различных вариантов построения сигнально-кодовых конструкций в радиотехнических системах путем сравнения вероятности битовой ошибки в зависимости от отношения сигнал / шум. Научная новизна заключается в разработке и исследовании энергетической эффективности сигнально-кодовых конструкций с использованием помехоустойчивых каскадных и турбокодов в рамках структур решетчатой и многоуровневой кодовой модуляции и фазовой манипуляции. Результаты моделирования демонстрируют повышенную энергетическую эффективность применения сигнально-кодовых конструкций на основе совместного использования каскадных и турбокодов в схемах решетчатой кодовой модуляции и многоуровневой кодовой модуляции по сравнению с традиционными подходами, где кодирование и модуляция разделены на отдельные последовательные процессы. Теоретическая и практическая значимость: представленные результаты могут быть применены в перспективных радиотехнических системах с целью повышения энергетической и спектральной эффективности при передаче данных по каналам с постоянными параметрами и аддитивных белым гауссовским шумом.

Ключевые слова
сигнально-кодовые конструкции, решетчатая кодовая модуляция, многоуровневая кодовая модуляция, помехоустойчивость, каскадные коды, турбокоды, фазовая манипуляция.
DOI  10.31854/2307-1303-2025-13-2-69-81

EDN OLWQTV

Медведев С. А.

Аннотация

Предмет и цель работы. Технологический стек .NET Framework широко используется в сельскохозяйственных исследованиях при математическом моделировании агроэкосистем. Одним из актуальных направлений исследований являются ансамблевые расчеты. Для проведения таких исследований требуется легковесный механизм удаленного вызова процедур, обеспечивающий эффективное сетевое взаимодействие приложений. Методы: технологический стек .NET Framework с ранее разработанными библиотеками платформы RW.Ring; объектно-ориентированное программирование; приемы работы с сетевыми протоколами TCP и HTTP; методы построения сервис-ориентированной архитектуры. Результат. Разработанный модуль поддерживает разные способы сетевого взаимодействия: механизм удаленного вызова процедур и бинарных команд, а также их интеграцию в клиент-серверную архитектуру. Подчеркнуты преимущества модуля по сравнению с технологией WCF: высокая производительность, компактность кода, минимизация вычислительных ресурсов и гибкость настройки под различные задачи. Модуль поддерживает протоколы TCP и HTTP, что позволяет разработчикам адаптировать его для обработки больших объемов данных, включая сериализацию и аутентификацию пользователей. Рассмотрены примеры применения модуля в исследованиях агроэкосистем, где он обеспечивает анализ влияния климатических изменений на урожайность культур, минимизируя затраты на полевые эксперименты. Модуль упрощает интеграцию в распределенные системы, оптимизирует использование ресурсов и поддерживает оперативное сопровождение полевых исследований. Научная новизна заключается в создании легковесной альтернативы традиционным технологиям сетевого взаимодействия, что снижает издержки и повышает производительность. Предложен более универсальный механизм бинарных команд, дополняющий традиционную сервис-ориентированную архитектуру. Практическая значимость проявляется в повышении эффективности работы исследователей, работающих с большими данными, и в поддержке принятия решений в сельском хозяйстве. Модуль позволяет интегрироваться с системами дистанционного зондирования для автоматического анализа фотоснимков, что расширяет его применение в агропромышленном комплексе. Платформа RW.Ring вносит значительный вклад в развитие цифровых технологий для сельского хозяйства, предлагая инновационный подход к организации распределенных вычислений и сетевого взаимодействия, что делает ее перспективным инструментом для международных научных коллабораций.

Ключевые слова
машинное обучение, теория массового обслуживания, нагрузка, математическое моделирование, миграция, балансировка.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-3-1-17
EDN NKQDLT

Саратова Т. Е.

Аннотация

Актуальность. Современное образовательное пространство переживает трансформацию, обусловленную глобальной цифровизацией, развитием информационных технологий и необходимостью повышения качества образования. Целью статьи является разработка модифицированной архитектуры цифровой образовательной среды для повышения эффективности интеллектуального сопровождения учебного процесса. Реализация адаптивного взаимодействия участников образовательного процесса осуществляется за счет компонентов интеллектуального сопровождения с оценкой результатов взаимодействия для последующего принятия решений в процессе обучения на примере структуры высших учебных заведений. Методы. Для выявления функций рассмотренных подсистем цифровой среды использовали структурно-функциональный анализ. В интересах разработки концептуального представления архитектуры образовательной среды применяли моделирование с учетом логических связей между компонентами среды. Результат. В статье проведен анализ базовых компонентов архитектуры цифровых сред образовательных организационных структур, разработана модифицированная архитектура цифровой образовательной среды для интеллектуального сопровождения образовательного процесса. Научная новизна заключается в разработке модифицированной архитектуры цифровой среды с обоснованием информационного и коммуникационного компонентов для реализации интеллектуального взаимодействия участников образовательного процесса. Практическая значимость проявляется в повышении эффективности адаптивного взаимодействия участников образовательного процесса за счет интеллектуального сопровождения на базе модифицированной архитектуры цифровой образовательной среды с информационным и коммуникационным компонентами.

Ключевые слова
цифровая образовательная среда, адаптивная обратная связь, интеллектуальное сопровождение, система дистанционного обучения.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-3-18-25
EDN YIPKKQ

Вивчарь Р. М., Лазутин А. В., Смирнов А. И., Черкасов С. А., Зайцев А. И., Киричек Р. В.

Аннотация

Постановка задачи: разработка концепции развития предприятий по производству минеральных удобрений, направленной на совершенствование интегрированных автоматизированных систем информационно-аналитического обеспечения процесса принятия решений по управлению всеми стадиями производства. Целью работы является представление разработанной концепции развития АО «Апатит», направленной на совершенствование информационно-аналитического сопровождения производства минеральных удобрений для повышения эффективности этого процесса. Новизна разработанной концепции заключается в обеспечении инновационного характера управления производством за счет создания возможности полного информационно-аналитического обеспечения процессов выработки и принятия решений на всех стадиях производства. Результат: разработана концепция развития АО «Апатит», в рамках которой предлагается совершенствование информационно-аналитического сопровождения производства, которое позволит обеспечить его инновационный характер за счет использования интеллектуальных цифровых технологий. Приведены первичные результаты реализации концепции, представляющие собой платформу промышленного интернета вещей ZIIOT, базовые компоненты цифровизации MES ZIAK, а также распределенную систему управления EXTERNUM. В рамках концепции развития для достижения ее целей разработана сквозная процедура информационно-аналитического сопровождения производства на базе цифровой платформы Zyfra IIOT Platform, конструктора Zyfra Industrial Automation Kit и интеллектуальных технологий. Практическая значимость: реализация концепции позволит повысить оперативность и обоснованность решений по управлению производством минеральных удобрений, снизить затраты и потери, улучшить взаимодействие между всеми подразделениями производства, а также повысить эффективность деятельности персонала.

Ключевые слова
автоматизированная система управления производством, производство, Zyfra, управление производством.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-3-26-38
EDN WBAGVR

Аветиков А. А., Бугаев М. В., Кисляков С. В.

Аннотация

Актуальность. В области инфокоммуникационных технологий использование цифровых двойников остается относительно новым направлением. Их внедрение в сетевую инфраструктуру и системы связи до сих пор исследовано не полностью: отсутствуют устоявшиеся подходы, стандарты и единая методология для внедрения и эксплуатации в сетях, тем не менее интерес к ним стремительно растет. Цель работы ‒ изучить существующий опыт применения цифровых двойников операторами связи. Результат. Представлен анализ реальных сценариев применения цифровых двойников для задач телекоммуникационных операторов. Также приведен сравнительный анализ видения технологий цифровых двойников с точки зрения таких организаций, как ITU, IETF, 3GPP.

Ключевые слова
цифровые двойники, телекоммуникации, умный город, сети 5G / 6G, стандартизация.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-3-39-47
EDN RUTAWZ

Белов А. А., Хуторная Е. В.

Аннотация

Постановка задачи. Сверхширокополосные технологии, основанные на передаче импульсных сигналов с шириной спектра 500 МГц и выше, в отличие от других технологий беспроводной связи (Wi-Fi, BLE, nanoNET), обеспечивают при локальном позиционировании высокую точность локализации (10–30 см) и битовую скорость (до 27,24 Мбит/с с перспективой роста). Однако при этом дальность передачи быстро снижается с ростом битовой скорости, а увеличение мощности передатчика ограничено нормами по спектральной плотности эквивалентной изотропно-излучаемой мощности. Тем не менее в силу своих достоинств сверхширокополосные технологии очень востребованы при решении таких задач, как предотвращение столкновений движущихся средств, управление роботами, обеспечение доступа к опасному оборудованию и в целом при построении мультизадачных систем позиционирования в реальном времени. Поэтому в настоящее время наблюдается активное внедрение сверхширокополосных систем позиционирования в реальном времени или гибридных систем, обязательно содержащих сверхширокополосные решения, несмотря на их сравнительно высокую стоимость. При этом производители чипов и проектировщики систем постоянно улучшают их ключевые параметры: точность локализации, скорость и дальность передачи. Сверхширокополосные модули также интегрируются в смартфоны и позволяют осуществлять высокоточную навигацию, поиск вещей, снабженных радиометкой. В этих условиях проектировщикам крайне важно понимать возможности и ограничения сверхширокополосного метода позиционирования, правильно оценивать действие влияющих факторов, а также тенденции развития нормативной и компонентной базы. Данная работа призвана сформировать методические аспекты указанного понимания, в чем и состоит ее актуальность. Целью работы является исследование возможностей улучшения ключевых параметров сверхширокополосных систем позиционирования в реальном времени методами настройки в интересах проектирования и обслуживания. Используемые методы: анализ тенденций развития нормативной и компонентной базы, исследование влияния параметров передачи и спектральных характеристик сигналов на ключевые параметры сверхширокополосных систем позиционирования в реальном времени, изучение возможностей разных режимов и настроек. Новизна: систематизированы регулировочные параметры, влияющие на дальность передачи сверхширокополосных сигналов без ущерба для битовой скорости. Результат: выявленные взаимосвязи между настройкой модулей и ключевыми параметрами сверхширокополосных систем позиционирования в реальном времени позволят улучшать эксплуатационные характеристики внедряемых систем. Практическая значимость: представленное исследование может быть использовано для сопровождения занятий по изучению сценариев построения и функционирования сверхширокополосных систем позиционирования в реальном времени, выбора наилучших режимов передачи, спектральных структур сигналов, настроек и компонентной базы под разные задачи при проектировании и обслуживании систем.

Ключевые слова
ультракороткие импульсы, сверхширокополосная связь, система локального позиционирования в реальном времени.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-3-48-69
EDN YGYFAW

Парамонов А. И., Хоанг Ф. Н.

Аннотация

В статье рассматривается задача динамического выбора подканалов в гетерогенных сетях Интернета вещей с учетом изменений параметров сети и ограниченных вычислительных ресурсов устройств. Предметом исследования являются гетерогенные сети Интернета вещей, использующие различные технологии передачи данных. В исследовании применяется метод обучения с подкреплением для динамического выбора подканалов на основе анализа исторических данных и текущего состояния сети, также используется алгоритм перетягивания каната для распределения ресурсов между подканалами. Основные результаты. Разработан метод динамического выбора подканалов, который позволяет учитывать вероятность успешной передачи данных, частоту использования подканала и вероятность отказов, обеспечивая баланс между эффективностью передачи и вычислительными затратами. Практическая значимость результатов заключается в повышении производительности и надежности гетерогенных сетей Интернета вещей при высокой нагрузке и ограниченных ресурсах устройств.

Ключевые слова
гетерогенные сети, канал связи, Интернет вещей, алгоритм перетягивания каната, обучение с подкреплением.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-1-1-13

Цап В. В., Фокин Г. А.

Аннотация

В статье рассматривается применимость моделей и методов машинного обучения при спектральном зондировании для повышения скорости сканирования и анализа сигналов стандарта LTE. Описывается порядок работы программного модуля сканирования сигналов стандарта LTE по алгоритму спектрального зондирования в широком диапазоне частот. Методом исследования является натурный эксперимент с использованием плат программно-конфигурируемого радио. Результатом сканирования и анализа является обнаружение сигналов базовых станций стандарта LTE, работающих на передачу в заданном районе. Эффективность обнаружения базовых станций оценивается посредством классификации участков спектра методами машинного обучения. Практическая значимость: объединение программного модуля панорамного сканирования в широком диапазоне и программного модуля анализа в информационной полосе частот позволяет существенно сократить время обнаружения базовых станций стандарта LTE в заданном районе.

Ключевые слова
спектральное зондирование, стандарт LTE, программно-конфигурируемое радио, машинное обучение.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-1-14-22

Калачиков А. А., Попович И. А., Пушница В. А.

Аннотация

Постановка задачи. Программное радио позволяет гибко реализовывать алгоритмы обработки сигналов в радиосвязи. Прием сигналов возможен только при наличии синхронизации во временно́й и частотной областях, учитывающих свойства сигналов. При разработке систем связи требуется выбрать алгоритмы, позволяющие эффективно решить задачу синхронизации. Выбор алгоритма выполняется с использованием моделирования и тестовой реализации. В работе представлен прототип системы связи с ортогональным частотным мультиплексированием, реализованный на платформе Adalm Pluto с использованием библиотеки libiio. Цель исследования ‒ анализ и программная реализация алгоритмов символьной и частотной синхронизации при приеме сигналов с ортогональным частотным мультиплексированием. Для этого применена преамбула на основе последовательности Задова ‒ Чу. Оценка частотного смещения выполнена двумя методами: с использованием циклического префикса символов и с применением преамбулы Задова ‒ Чу. Новизна. Разработанные алгоритмы реализованы в виде программ, без применения специализированных библиотек готовых модулей и протестированы на аппаратной платформе Adalm Pluto. Практическая значимость состоит в экспериментальном подтверждении работоспособности предложенных решений, что позволяет использовать их в системах программного радио при реализации каналов связи различных автономных систем.

Ключевые слова
программное радио, временна́я синхронизация приема сигналов, частотная синхронизация приема сигналов.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-1-23-39

Виницкий М. А., Дусталев Е. В., Минин Д. А., Бабич В. Н., Бобровский В. И.

Аннотация

Постановка задачи. Методы машинного обучения и нейронные сети являются перспективным инструментом для прогнозирования и определения объектов в режиме реального времени, что позволяет найти применение подобным технологиям в обеспечении безопасности дорожного движения. Целью работы является разработка решения, способного с помощью методов искусственного интеллекта детектировать и классифицировать объекты, реализующее функции интеллектуальной системы помощи водителю на борту транспортного средства. Используемые методы: создание сервиса интеллектуального ассистирования на основе сверточных нейронных сетей. Элементом новизны представленного решения является реализация сервиса помощи принятия решения водителю на основе компактной маломощной вычислительной базы. Результат: выбранный сервис интеллектуальной системы помощи принятия решений водителю реализован на компактном маломощном вычислительном устройстве с точностью 87 % по оценке показателя средней точности (mAP) при средней частоте 32 кадра в секунду. Практическая значимость: представленное решение позволяет внедрить систему с использованием алгоритмов искусственного интеллекта на базу транспортного средства благодаря низкому энергопотреблению и нейропроцессорному модулю, способному работать с видеопотоком в режиме реального времени.

Ключевые слова
Advanced Driver’s Assistance System, сверточные нейронные сети, искусственный интеллект, машинное обучение, интеллектуальные транспортные системы, определение объектов.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-1-40-46

Фазылов Д. А., Кравец Е. В.

Аннотация

Постановка задачи. Управление уличным освещением с использованием современных технологий Интернета вещей связано со стремлением общества к созданию энергоэффективной системы, являющейся частью концепции «умного» города. Основными функциями автоматических систем освещения являются: управление линиями наружного освещения, индивидуальное и групповое диммирование, адаптация освещения под погодные условия, присутствие пешеходов и дорожный трафик. Для реализации задачи управления освещением требуется доступ к каждому светильнику, который может быть реализован на основе беспроводных технологий Интернета вещей. Целью работы является расчет параметров системы дистанционного управления уличным освещением. Используемые методы: для определения количества базовых станций, необходимых для дистанционного управления светильниками, используется модель распространения радиоволн Окамуры ‒ Хата. Эта модель позволяет определить радиус действия базовой станции в районах с типичной городской застройкой. Новизна исследования состоит в том, что проведено сравнение технологий низкоэнергетических сетей с широкой зоной покрытия для задачи управления освещением. Показано, что для повышения емкости сети можно использовать семь частотных каналов для передачи по каналу «вверх» и один фиксированный частотный канал для передачи по каналу «вниз». При этом вероятность доставки пакетов составляет 99 %. Результат: представлены результаты планирования сети начального приближения на основе технологии LoRa в системе проектирования RadioPlanner.

Ключевые слова
уличное освещение, Интернет вещей, технология LoRa, «умный» город, «умное» освещение.
DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-1-47-58