ТЕМА НОМЕРА
Радиочастотные аспекты цифрового развития
Тему номера представляют материалы имиджевой части журнала — «Национальная радиоассоциация решает задачи цифровой экономики», «Марк Кривошеев: в режиме бесконечных вызовов», а также научная статья В.О. Тихвинского «Особенности построения и ЭМС-характеристики будущего оборудования сетей мобильной связи 5G».
НОВОСТИ
Выступая на открытии 10-го Международного IT-форума «Югра-2018», министр цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ Константин Носков определил новые задачи ведомства. Главная из них — переписать до конца лета 2018 года программу «Цифровая экономика Российской Федерации», которая получит статус национальной.
МОНИТОРИНГ
Накануне Чемпионата мира по футболу FIFA 2018 в Министерстве цифрового развития, связи и массовых коммуникаций состоялось совещание по вопросам готовности системы идентификации FAN ID и единой информационно-телекоммуникационной инфраструктуры в городах-организаторах и городах с тренировочными аренами. Подводя итоги встречи, глава ведомства дал высокую оценку проделанной работе министерства, телеком- и ИКТ-компаний по обеспечению высокого уровня услуг связи во время мирового турнира. Об этом читайте в материале «ЧМ-2018: обеспечение ИКТ пройдет в штатном режиме»
Публикация «РСС готовится к форумам МСЭ» посвящена итогам Регионального семинара Международного союза электросвязи и 5-го заседания Рабочей группы по спутниковым технологиям при Совете операторов электросвязи и инфокоммуникаций Регионального содружества в области связи (РСС) в Минске, а также заседанию рабочих групп Комиссии РСС по регулированию использования радиочастотного спектра и спутниковых орбит, которое прошло в Баку под председательством генерального директора ФГУП НИИР Валерия Бутенко.
СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ
Рубрику открывает статья «Юбилейный чемпионат VSAT».Уже в десятый раз это традиционное мероприятие собирает профессионалов российского рынка спутникового интернета. Главная задача соревнований — предоставить возможность специалистам разного ранга обменяться опытом и мастерством. В этой же рубрике в материале «РКС выходит на коммерческую орбиту» обозначены ближайшие проекты холдинга «Российские космические системы» в свете модернизации бизнес-модели предприятий Роскосмоса.
Перечень научных статей
ОПТИМИЗАЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЧС
УДК 621.391.82
ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ И ЭМС-ХАРАКТЕРИСТИКИ БУДУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ СЕТЕЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ 5G
В.О. Тихвинский, заместитель генерального директора АО «НИИТС» по инновационным технологиям, д.э.н., проф. МТУСИ; vtniir@mail.ru
Для решения большого количества задач, связанных с будущим внедрением мобильной связи пятого поколения, таких как регулирование использования радиочастотного спектра (РЧС), лицензирование, разработка радиооборудования и решение межсистемных задач электромагнитной совместимости (ЭМС), необходимо знание технических и ЭМС-характеристик, признаваемых ведущими международными организациями связи: МСЭ, СЕРТ, 3GPP, ETSI и др. В 2017 г. данная задача была решена в рамках деятельности рабочих групп МСЭ и 3GPP, однако эти характеристики различаются по объему охвата параметров и их количественному значению. Приводится сравнительный анализ технических и ЭМС-характеристик радиооборудования 5G и причин, вызвавших эти различия.
Ключевые слова: МСЭ, 3GPP, ЭМС, 5G RAN, 5G Core, IMT-2020
CЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ
УДК 621. 391.13
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ СВЯЗИ С АДАПТИВНОЙ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
М.А. Быховский, профессор МТУСИ, д.т.н.; bykhmark@gmail.com
В статье предложен новый метод построения сигналов, принадлежащих к классу многомерных поверхностносферических ансамблей, позволяющих создавать системы связи для передачи сообщений с высокой надежностью, а также высокой энергетической и спектральной эффективностью, близкой к пределу, установленному Шенноном. Новый метод построения сигналов назван адаптивной амплитудной модуляцией (AAM). Получены формулы для определения вероятности ошибки при демодуляции принятых сигналов, а также для оценки энергетической и спектральной эффективностей систем связи, в которых используются ансамбли сигналов (АС) с AAM. Представленные в статье результаты позволяют выбрать параметры АС с AAM таким образом, чтобы с одной стороны, система связи обеспечивала требуемую надежность, определяемую величиной вероятности ошибочного приема сигналов, и имела энергетическую и спектральную эффективности близкие к тем, которыми обладает «идеальная» система Шеннона, а с другой, чтобы сложность ее технической реализации, зависящая от длительности сигналов, была минимальной. Отмечено, что в таких системах связи, высокая надежность приема переданных сообщений может быть обеспечена без применения помехоустойчивых кодов, что позволяет существенно упростить их техническую реализацию.
Ключевые слова: метод цифровой модуляции, многомерный ансамбль сигналов, энергетическая и спектральная эффективность систем связи, помехоустойчивость приема сообщений.
УДК 004.72
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАНИРОВАНИЯ СЕТИ ИТС, ФУНКЦИОНИРУЮЩЕЙ НА ФОНЕ ПЕРВИЧНОЙ СЕТИ
А.С. Щесняк, аспирант кафедры беспроводных телекоммуникаций Университета ИТМО; anna.schesnyak@scaegroup.com
Рассмотрена агрегированная однородная вторичная сеть радиосвязи (ВСР), функционирующая в интересах интеллектуальной транспортной системы (ИТС) в одном частотном диапазоне с первичной сетью оператора фиксированной связи. Предложена математическая модель, позволяющая прогнозировать зону обслуживания вторичной сети при соблюдении условий электромагнитной совместимости (ЭМС) с первичной сетью. Предложены механизмы снижения влияния вторичной сети на первичную сеть за счет интеллектуального переключения луча в зависимости от движения мобильного узла, выбора высоты установки приемопередающего оборудования и характеристик антенн. Показана возможность совместной работы вторичной и первичной сетей при допустимом уровне снижения емкости первичной сети.
Ключевые слова: вторичная сеть радиосвязи, ИТС, беспроводные сети, аналитическая модель, аппроксимация.
РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ
УДК 621.391.825
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ НАП СПУТНИКОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ЧЕТЫРЕХЭЛЕМЕНТНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКОЙ
В.Н. Юдин, профессор кафедры теоретической радиотехники Московского авиационного института (МАИ), д.т.н.; vn_yudin@mail.ru
Е.А. Камнев, аспирант кафедры теоретической радиотехники МАИ; ekam91@yandex.ru
Разработана компьютерная имитационная модель четырехэлементной адаптивной антенной решетки (ААР). Проведено исследование помехоустойчивости ААР в условиях воздействия пространственно-распределенной группы постановщиков активных помех (ПАП). Рассмотрены два сценария радиоподавления ААР: воздействие наземных и воздушных ПАП. В случае постановщиков помех наземного базирования констатируются высокие требования к их энергетике, что обусловлено низкими уровнями диаграммы направленности (ДН) исходной неадаптивной четырехэлементной антенной решетки, а также наличием выигрыша за счет адаптации до 5 дБ.
Ключевые слова: спутниковая радионавигационная система, навигационная аппаратура потребителей, адаптивная антенная решетка, преднамеренная активная помеха, постановщик активной помехи, помехоустойчивость.
УДК 621.391
СПЕКТР ПОМЕХИ ДЛЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ПОДАВЛЕНИЯ СИСТЕМ С ШИРОКОПОЛОСНЫМИ СИГНАЛАМИ
А.И. Куприянов, профессор Московского авиационного института, д.т.н.; aik@mai.ru
Рассматривается влияние на помехоустойчивость соотношения ширины спектров сигнала и помехи, применяемой для противодействия работе системы передачи информации.
Ключевые слова: коэффициент подавления, помехоустойчивость, помехозащищенность, ширина спектра помехи, ширина спектра сигнала.
РАДИОСВЯЗЬ
УДК 654.165: 654.078: 654.021: 654.026
МЕТОД УПРАВЛЕНИЯ ОПЕРАТИВНОЙ РАДИОСВЯЗЬЮ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГРАН-ПРИ РОССИИ «ФОРМУЛЫ-1»
А.В. Ильченко, аспирант Ростовского государственного университета путей сообщения (РГУПС), руководитель направления по связи АНО популяризации и развития автоспорта «Росгонки»; ilchenko@rosgonki.ru
М.А. Бутакова, декан факультета «Информационные технологии управления» РГУПС, профессор, д.т.н.; butakova@rgups.ru
О.C. Лабунько, директор филиала ФГУП «Главный радиочастотный центр» в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах, к.т.н; info_uskfo@rfsrf.ru
Рассматриваются проблемы регулирования радиочастотного спектра, используемого при проведении международных соревнований на «Сочи Автодроме». Анализируются загруженность спектра радиочастот в районе проведения гонок и факторы радиопомех. Представлены результаты анализа требований к обеспечению персонала радиосвязью. Приводятся основные положения разработанного авторами метода управления регулированием и использованием радиоэлектронных средств (РЭС) в районе «Сочи Автодрома».
Ключевые слова: организация радиосвязи, автодром, оперативная связь, управление и регулирование радиосвязи.
УДК 621.396.669
ОЦЕНКА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ С КОГЕРЕНТНЫМ ЧАСТОТНО-КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ
В.А. Сивов, старший научный сотрудник Военной академии Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого (ВА РВСН), к.т.н.
В.А. Васильев, старший научный сотрудник ВА РВСН, доцент, к.т.н.
В.Ф. Моисеев, старший научный сотрудник ВА РВСН, к.т.н.; mvwvas@rambler.ru
М.В. Савельева, научный сотрудник ВА РВСН, к.т.н.; marina-savelieva-62@mail.ru
Показано, что в ограниченной выделенной полосе радиочастот можно реализовать уплотнение радиосигналов на когерентных частотах путем усечения ширины спектра широкополосного сигнала на каждой из когерентных частот. Проведена оценка пропускной способности систем радиосвязи при двоичной (инверсной) и М-ичной амплитудно-инверсной модуляции широкополосных сигналов, в которой пропускная способность систем радиосвязи значительно превышает выделенную полосу радиочастот.
Ключевые слова: пропускная способность, когерентная сетка частот, псевдослучайные последовательности, ортогональное кодовое разделение радиоканалов, квадратурные каналы, информационные каналы.
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ
УДК 621.391
ОБЕСПЕЧЕНИЕ СКВОЗНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ 5G ПРИЛОЖЕНИЙ, ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ К ЗАДЕРЖКАМ
А.А. Атея, аспирант кафедры сетей связи и передачи данных СПбГУТ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича; eng. abdelhamied@hotmail.com
М.С. Аль-Бахри, аспирант кафедры сетей связи и передачи данных СПбГУТ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича; albahri.89@hotmail.com
А.С. Мутханна, доцент кафедры сетей связи и передачи данных СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч-Бруевича; ammarexpress@gmail.com
А.Е. Кучерявый, заведующий кафедрой сетей связи и передачи данных СПбГУТ им. проф. М.А.Бонч- Бруевича, профессор, д.т.н.; akouch@mail.ru
Предложена структура системы, обеспечивающей требования к задержкам для сквозного соединения для приложений интернета вещей и тактильного интернета в сетях связи 5G. Структура системы базируется на совместном использовании технологий MEC, NVF, SDN и D2D. Представлена четырехуровневая система граничных вычислений, включающая
тучки, микро-облака, мини-облака и основное облако. При этом детально рассмотрены процессы выгрузки трафика в соответствующих четырех случаях. Моделирование проведено с использованием системы CloudSim. Показано, что предложенная
система обладает высокой эффективностью с точки зрения задержек.
Ключевые слова: IoT/5G, устройства-устройства, D2D, облако, SDN/NFV.
ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
УДК 621.392
АЛГОРИТМЫ КОРРЕКЦИИ ТАБЛИЦЫ МАРШРУТИЗАЦИИ В ИМИТАТОРЕ СЕТИ ПД С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ ВЫСОКОЙ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ
М.А. Басараб, заведующий кафедрой «Информационная безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана, проф., д.ф.-м.н.; bmic@mail.ru
Р.А. Бельфер, доцент кафедры «Информационная безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана, к.т.н.; a. belfer@yandex.ru
А.В. Кравцов, старший научный сотрудник НИИЦ ЦНИИ ВВКО; skyak78@gmail.com
Приводится анализ стандартизированного алгоритма коррекции таблицы маршрутизации при изменении состояния каналов связи и узлов коммутации в общеканальной сети сигнализации (ОКС-7). Отмечаются недостатки этого алгоритма в части обеспечения надежности и информационной безопасности. Для улучшения этих показателей имитатора сети передачи данных учебного лабораторного стенда, создаваемого преподавателями и студентами кафедры «Информационная безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана, разработан алгоритм коррекции, предполагающий неполную автоматизацию. Приведены основные положения этого алгоритма с использованием сообщений, поступающих в центр эксплуатации сети.
Ключевые слова: сеть передачи данных, ОКС-7, информационная безопасность, надежность, центр эксплуатации сети.
УДК 621.392+32.019.5
«УМНЫЕ» ТЕХНОЛОГИИ И УГРОЗЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
О.В. Ерохина, доцент Департамента политологии Финансового университета при Правительстве РФ, к.полит.н.; o.v.erokhina@gmail.com
Показана необходимость целенаправленной работы по формированию благоприятного для развития цифровой экономики общественного мнения и созданию эффективных каналов обратной связи. Сделан вывод о том, что одним из актуальных направлений реализации «умных» технологий управления становится разработка надежных систем фильтрации контента.
Ключевые слова: информационная безопасность, инфокоммуникации, «умные» технологии, фильтрация контента.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
УДК 621.396.67
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ ВБЛИЗИ АНТЕННЫ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
М.Ю. Звездина, заведующая кафедрой «Радиоэлектроника» ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет» (ДГТУ), д.ф.-м.н.; zvezdina_m@mail.ru
Ю.А. Шокова, доцент кафедры «Радиоэлектроника» ДГТУ, к.ф.-м.н.; zvezdina_m@mail.ru
Х.Т. Ал-Али, магистрант кафедры «Радиоэлектроника» ДГТУ; haidertha@mail.ru
Г. Х. Аль-Фархан, магистрант кафедры «Радиоэлектроника» ДГТУ; haidertha@mail.ru
Показано, что развитие цифровой экономики в России обусловлено вхождением в состав глобальных информационных систем, транспортную сеть которых к 2020 г. составят цифровые системы передачи, сотовых сетей подвижной связи на конечном этапе. Доказано, что двухэтапный процесс развертывания таких сетей сделает обязательным на первом
этапе повсеместный переход к сетям стандарта 4G и выборочное развертывание сетей 5G. Приводятся результаты сравнения электромагнитной обстановки на крыше здания при установке на ней системы панельных антенн сотовой связи стандартов 4G и 3G. Выявлено, что при одинаковой мощности передатчика максимальная плотность потока энергии для стандарта LTE практически в 3 раза меньше, чем для стандарта GSM. Делается вывод о том, что при установке антенн на высоте более 5 м крыша может считаться безопасной для нахождения там людей неограниченное время.
Ключевые слова: электромагнитная обстановка, антенны, цифровые системы передачи, визуализация распределения плотности потока энергии.