Описание
В ЭС № 12’25 опубликованы следующие статьи:
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И КОДИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ
Интеграция технологии DFTN с MIMO для повышения спектральной эффективности в сетях следующего поколения
М.Г. Бакулин, Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ), доцент, к.т.н.; m.g.bakulin@gmail.com
В.Б. Крейнделин, МТУСИ, профессор, д.т.н.; vitkrend@gmail.com
А.А. Резнев, МТУСИ, доцент, АО «НТЦ «Атлас», заместитель генерального директора, к.т.н.; andrey.reznev@gmail.com
УДК 621.396
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.001
Аннотация. В статье исследуется повышение спектральной эффективности в системах 5G/6G за счёт интеграции дискретной передачи со скоростью выше предела Найквиста (DFTN) с MIMO-технологиями. Предложены две архитектуры: 1) простое комбинирование DFTN с пространственным мультиплексированием, где DFTN-преобразование применяется параллельно к потокам антенн, и 2) комбинирование DFTN с блочным вариантом схемы Аламоути (STBC) для одновременного роста спектральной и энергетической эффективности. Имитационное моделирование в условиях релеевских замираний с QPSK и итерационным турбоприёмом показало, что при 25%-ном увеличении плотности передачи помехоустойчивость сохраняется на уровне базовых MIMO-систем. При 50%-ном увеличении наблюдается умеренный проигрыш (~1,5 дБ), компенсируемый при высоких отношениях сигнал-шум. Оптимизация DFTN-матриц оказывает слабое влияние в MIMO-каналах из-за их неортогональности. Результаты подтверждают перспективность DFTN-MIMO для будущих сетей, особенно в сценариях eMBB и mMTC, обеспечивая рост спектральной эффективности на 25–50% без расширения полосы частот
Ключевые слова: спектральная эффективность, DFTN, MIMO, пространственное мультиплексирование, STBC, 5G, имитационное моделирование.
Для цитирования: Бакулин, М.Г. Интеграция технологии DFTN с MIMO для повышения спектральной эффективности в сетях следующего поколения / М.Г. Бакулин, В.Б. Крейнделин, А.А. Резнев // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 2-11.
Квазикогерентный прием частотно-манипулированных сигналов с непрерывной фазой
А.В. Шувалов, АО «НИИ КП», начальник отдела, к.т.н.; A_shuvalov@mail.ru
Д.С. Рогачев, АО «НИИ КП», начальник группы; Rogachev_DS@orkkniikp.ru
УДК 621.396
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.002
Аннотация. В статье рассмотрен синтез алгоритма выделения опорного сигнала для частотно-модулированных сигналов с непрерывной фазой с произвольным индексом модуляции меньше единицы. Отличительной особенностью данного алгоритма является то, что при выводе не делалось никаких предположений относительно индекса модуляции, что делает возможным применение такого алгоритма для приема частотно-модулированных сигналов с индексом m=0,7, что в свою очередь может позволить уменьшить энергетические потери при приеме по сравнению с традиционным некогерентным приемом сигналов.
Ключевые слова: индекс модуляции, квазикогерентный прием, космическая телеметрия, опорный сигнал, опорный генератор, управляющий сигнал, фаза сигнала, частотно-модулированные сигналы с непрерывной фазой.
Для цитирования: Шувалов, А.В. Квазикогерентный прием частотно-манипулированных сигналов с непрерывной фазой / А.В. Шувалов, Д.С. Рогачев // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 12-17.
Анализ точности оценивания параметров сигнала M-QAM на фоне атмосферных помех методом моментов, методом наименьших квадратов и нелинейной фильтрации
С.А. Жарких, Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ), аспирант; zharkih-sergey@mail.ru
Н.Е. Поборчая, МТУСИ, профессор, д.т.н.; n.poborchaya@mail.ru
УДК 621.395
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.003
Аннотация. В работе проведен анализ точности оценивания амплитуды, фазы и сдвига частоты М-позиционного сигнала квадратурной амплитудной модуляции (M-QAM) при разных значениях М на фоне смеси аддитивного белого гауссовского шума (АБГШ) и атмосферной помехи, которая описывается логнормальным законом распределения амплитуды и равномерным распределением фазы. Оценка неизвестных параметров проводилась при известных символах M-QAM сигнала с помощью метода моментов (медиана), расширенного фильтра Калмана и метода наименьших квадратов (МНК). Получены экспериментальные зависимости средней квадратической ошибки (СКО) оценивания амплитуды, фазы и сдвига частоты M-QAM сигнала от объема его выборки при фиксированном отношении сигнал/помеха и отношении сигнал/шум.
Ключевые слова: метод моментов, медиана, модифицированный метод наименьших квадратов, аппроксимация Тейлора, сигнал M-QAM, оценка параметров.
Для цитирования: Жарких, С.А. Анализ точности оценивания параметров сигнала M-QAM на фоне атмосферных помех методом моментов, методом наименьших квадратов и нелинейной фильтрации / С.А. Жарких, Н.Е. Поборчая // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 18-25.
ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Модели угроз безопасности для сетей сигнализации Diameter
И.Б. Саенко, Филиал НИЦ Телеком в г. Санкт-Петербурге, ведущий научный сотрудник, Военная академия связи, профессор, д.т.н.; ibsaen@mail.ru
А.В. Ермаков, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, советник ректора, Филиал ФГАУ НИЦ Телеком в г. Санкт-Петербурге, начальник отдела, доцент, к.э.н.; ermakov-it@yandex.ru
УДК 004.056
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.004
Аннотация. Рассмотрены особенности сетей сигнализации Diameter, которые обусловливают необходимость разработки и принятия мер по повышению безопасности этого протокола. Выделены основные группы угроз, составляющие основу для соответствующих моделей, к числу которых относятся: угрозы кибербезопасности; угрозы доступности; угрозы целостности; угрозы конфиденциальности; угрозы, возникающие при развитии сети. Для каждой группы угроз определен состав и порядок реализации угрозы. Предложенные модели угроз могут служить основой для дальнейшей разработки механизмов защиты сетей синхронизации Diameter.
Ключевые слова: сеть сигнализации, протокол Diameter, угроза безопасности, кибербезопасность, доступность, целостность, конфиденциальность.
Для цитирования: Саенко, И.Б. Модели угроз безопасности для сетей сигнализации Diameter / И.Б. Саенко, А.В. Ермаков // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 26-33.
РАДИОЛОКАЦИЯ
Хронометрический метод определения четырехмерных координат движущегося объекта с использованием радиовещательных маяков
А.П. Плясовских, АО «НПО «Обуховский завод», главный конструктор средств организации воздушного движения, Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации им. А.А. Новикова, профессор, д.т.н.; al.plyasovskih@yandex.ru
УДК 629.056.8: 621.396
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.005
Аннотация. Для решения задачи определения четырехмерных координат движущегося объекта (наземного транспортного средства, летательного аппарата и т.п.) с использованием радиовещательных маяков, передающих сигналы с меткой времени, предложен новый «хронометрический» метод, который основан на разработанной автором теории аберрации величин движущегося тела. Ближайшим аналогом хронометрического метода является псевдодальномерный метод определения местоположения объекта. Представленный хронометрический метод обладает рядом преимуществ по сравнению с псевдодальномерным и разностно-дальномерным методом, в том числе он позволяет определять координаты летательного аппарата при передаче маяками асинхронных сигналов, а также прост для понимания инженерами и студентами учебных заведений.
Ключевые слова: определение координат движущегося объекта, передача времени, синхронизация движущихся часов, псевдодальномерный метод, разностно-дальномерный метод, хронометрический метод.
Для цитирования: Плясовских, А.П. Хронометрический метод определения четырехмерных координат движущегося объекта с использованием радиовещательных маяков / А.П. Плясовских // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 34-42.
ЭКОНОМИКА ДАННЫХ: СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ
Взаимосвязь разнотипных математических моделей с параметрами колебательных контуров в линейной фильтрации
С.А. Ясинский, ЗАО «Институт телекоммуникаций», ведущий специалист, доцент, д.т.н.; yasinsky777@mail.ru
УДК 621.391
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.006
Аннотация. В статье приведены результаты систематизации и унификации разработанных математических моделей разного вида применительно к частотным параметрам резонансных колебательных контуров при реализации полосовых фильтров с учетом наработок из теорий колебаний и линейной фильтрации. После уточнения необходимых исходных данных для моделирования взаимосвязей частотных параметров резонансных колебательных контуров разработана система выражений из множества разнотипных математических моделей с использованием тригонометрических функций, квадратных уравнений и средних величин для нижней и верхней частоты полосы пропускания полосового фильтра.
Ключевые слова: параметры полосового фильтра, управляемая полоса пропускания, математические модели, тригонометрические функции, средние величины, квадратные уравнения.
Для цитирования: Ясинский, С.А. Взаимосвязь разнотипных математических моделей с параметрами колебательных контуров в линейной фильтрации / С.А. Ясинский // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 43-46.
Анализ принципов организации и электромагнитной совместимости перспективных структурированных кабельных систем
Р.В. Афанасьев, Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ), магистрант; whitebull2005@mail.ru
Л.О. Мырова, ФГАУ НИЦ Телеком, главный научный сотрудник НТЦ систем спутниковых телекоммуникаций, профессор, д.т.н.; myrovalo@nic-t.ru
УДК 679.745.5
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.007
Аннотация. В работе проведен комплексный анализ структурированных кабельных систем (СКС) как фундаментальной основы современной телекоммуникационной инфраструктуры. Исследованы архитектурные принципы построения СКС, проанализированы ключевые категории и классы производительности (5e, 6) на основе стандартов ISO/IEC 11801 и TIA/EIA-568-B, а также проведена оценка технических характеристик пассивного оборудования. Особое внимание уделено вопросам электромагнитной совместимости (ЭМС) и обеспечению надежности передачи данных в условиях роста скоростей и объемов трафика.
Ключевые слова: СКС, структурированная кабельная система, категории 5e и 6, электромагнитная совместимость, витая пара, ISO/IEC 11801
Для цитирования: Афанасьев, Р.В. Анализ принципов организации и электромагнитной совместимости перспективных структурированных кабельных систем / Р.В. Афанасьев, Л.О. Мырова // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 47-53.
Алгоритм распознавания жестов рук в условиях ограниченных вычислительных ресурсов
К.В. Латышев, ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет», Институт радиоэлектроники и информатики, соискатель кафедры радиоволновых процессов и технологий; kirilllius@gmail.com
К.А. Бойков, ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет», Институт радиоэлектроники и информатики, профессор кафедры радиоволновых процессов и технологий, д.т.н.; boykov@mirea.ru
УДК 621.396
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.008
Аннотация. В статье представлен вычислительно эффективный алгоритм для распознавания жестов рук в реальном времени с использованием сверхширокополосных радиосигналов. Он разработан для применения в массовых недорогих радиочастотных продуктах. Алгоритм включает двухэтапный процесс: обнаружение движения путем сравнения с фоновой радиочастотной сценой и последующую классификацию жеста путем сопоставления накопленного сигнала с эталонными шаблонами из базы данных. Экспериментальная проверка на наборе типовых жестов продемонстрировала, что предложенный алгоритм при использовании в задаче идентификации жестов рук позволяет достичь точности распознавания выше 95% при средней задержке распознавания не более 100 мс.
Ключевые слова: сверхширокополосная радиолокация, бесконтактное распознавание жестов, кросс-корреляция, человеко-машинный интерфейс, встраиваемые системы, когерентное накопление.
Для цитирования: Латышев, К.В. Алгоритм распознавания жестов рук в условиях ограниченных вычислительных ресурсов / К.В. Латышев, К.А. Бойков // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 53-60.
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СВЯЗИ
Интерференционный волоконно-оптический демультиплексор, реализующий метод полностью оптического быстрого переключения в оптических сетях
И.Л. Виноградова, Уфимский университет науки и технологий (УУНиТ), профессор кафедры «Телекоммуникационные системы», Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ), профессор кафедры «Вычислительная техника и инженерная кибернетика», д.т.н.; vil-4@mail.ru
А.Х. Султанов, УУНиТ, профессор кафедры «Телекоммуникационные системы», д.т.н.; sultanov.ah@mail.ru
А.М. Комиссаров, УУНиТ, доцент кафедры
П.Е. Филатов, УУНиТ, доцент кафедры «Телекоммуникационные системы», к.т.н.; filatov.pe@mail.ru
Е.Ю. Головина, УГНТУ, старший преподаватель кафедры информационных технологий Института нефтепереработки и нефтехимии; egolovina82@mail.ru
Д.М. Зарипов, УГНТУ, доцент кафедры «Вычислительная техника и инженерная кибернетика», к.ф-м.н.; damir.zaripov.edu@mail.ru
УДК 621.391.6
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.009
Аннотация. Ввиду актуальности оптической пакетной коммутации разработана конструкция волоконно-оптического интерференционного демультиплексора на основе двухрезонаторного интерферометра Фабри-Перо. Устройство обеспечивает нереляционное переключение чирпированных оптических сигналов/пакетов и может быть использовано в сетях центров обработки данных, а также для управления фазированными антенными решетками в RoF-сетях 5G/6G. Проведена оптимизация гребенчатой структуры выходного зеркала и близкой к нему области профилированного смесителя с использованием пакета HFSS. Моделирование показало, что устройство обеспечивает разрешение до 0,0001–0,001 нм и может иметь много-портовую конструкцию (50–100 выходов).
Ключевые слова: волоконно-оптическая коммутация пакетов, двухрезонаторный интерферометр Фабри-Перо, оптический смеситель, градиент показателя преломления, дробное лямбда-переключение.
Для цитирования: Виноградова, И.Л. Интерференционный волоконно-оптический демультиплексор, реализующий метод полностью оптического быстрого переключения в оптических сетях / И.Л. Виноградова, А.Х. Султанов, А.М. Комиссаров и др. // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 61-72.
ЭЛЕМЕНТЫ И СХЕМЫ
Численное моделирование полевой эмиссии из полупроводникового катода в вакуум
В.Д. Борисов, Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ), аспирант; vdborisov@hse.ru
В.Г. Данилов, НИУ ВШЭ, профессор, Московский технический университет связи и информатики, профессор, д.ф.-м.н.; vgdanilov@hse.ru
УДК 621.382+ 621.384 + 519.63
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.010
Аннотация. Представлены результаты математического моделирования процесса полевой эмиссии из катода малых размеров – одного из основных физических процессов, обеспечивающих работы многих электронных устройств, в частности FED-дисплеев (устройства, работающие на принципе полевой эмиссии), кантилеверов и т.д. Дается краткий обзор текущих результатов в области исследования, обосновывается актуальность задачи, приводятся примеры наиболее вероятного использования результатов решения задачи. Обсуждаются физические основы модели, предположения, при которых выведены уравнения модели, возможные уточнения и обобщения этой модели с точки зрения реальных физических процессов.
Ключевые слова: численное моделирование, полевая эмиссия, уравнение теплопроводности, уравнение потенциала, обобщенное решение, явная численная схема, неявная численная схема, Cuda.
Для цитирования: Борисов, В.Д. Численное моделирование полевой эмиссии из полупроводникового катод а в вакуум / В.Д. Борисов, В.Г. Данилов // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 73-84.
Анализ устойчивости линейной модели синтезатора частот с кольцом компенсации шумов
А.Э. Микенин, Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ), старший преподаватель; a.e.mikenin@mtuci.ru
А.В. Пестряков, МТУСИ, заведующий кафедрой, д.т.н., профессор; a.v.pestriakov@mtuci.ru
УДК 621.396.662
DOI: 10.34832/ELSV.2025.74.12.011
Аннотация. В статье рассматривается кольцо фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с дополнительным кольцом обратной связи по частоте (ОСЧ). Уровень компенсации фазовых шумов кольца ФАПЧ ограничен устойчивостью, как кольца ОСЧ, так и всей системы. В статье представлен алгоритм нахождения предельного коэффициента петлевого усиления (КПУ). Получены зависимости КПУ от постоянной времени фильтра нижних частот в кольце ОСЧ для различных значений времени задержки.
Путём получения переходных характеристик, произведен анализ устойчивости системы в целом для кольца ФАПЧ, синтезированного через М-параметры с переходным процессом, близким к оптимальному, при различных значениях КПУ кольца ОСЧ. Произведен анализ влияния времени задержки на уровень подавления шумов для системы на грани устойчивости.
Ключевые слова: пределы устойчивости, компенсация шума, переходные характеристики, синтезатор частот, многокольцевые структуры.
Для цитирования: Микенин, А.Э. Анализ устойчивости линейной модели синтезатора частот с кольцом компенсации шумов /А.Э. Микенин, А.В. Пестряков // Электросвязь. – 2025 – № 12 – С. 85-92.
