№ 6 журнала «Электросвязь» за 2022 год

В ЭС № 6'22 опубликованы следующие научные статьи:

СЕТИ СВЯЗИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

А.А. Алзагир, Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций (СПбГУТ) им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, аспирант кафедры сетей связи и передачи данных; abbasaltamimi89@gmail.com

А.И. Парамонов, СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, профессор кафедры сетей связи и передачи данных, д.т.н.; alex-in-spb@yandex.ru

А.Е. Кучерявый, СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, заведующий кафедрой сетей связи и передачи данных, д.т.н., профессор; akouch@mail.ru

УДК 621.319
DOI: 10.34 832/ELSV.2022.31.6.001

Предлагается модель для анализа потоков трафика в сетях 5G и последующих поколений: тактильного интернета (TI), дополненной реальности (AR) и интернета вещей. При этом ключевым требованием при реализации AR и TI является обеспечение ультрамалой задержки. Оценивается влияние разнородного трафика на основные показатели качества обслуживания, отражающие вероятность потери пакетов и задержку доставки по времени. В качестве модели сети связи используется система массового обслуживания с комбинированной дисциплиной обслуживания.

Ключевые слова: тактильный интернет, дополненная реальность, интернет вещей, трафик, система массового обслуживания, качество обслуживания

---

ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ

Метод анализа вероятностных характеристик обслуживания пачечного трафика в системах NB-IoT

Н.В. Степанов, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП), ассистент кафедры инфокоммуникационных систем; stepanov.nikita@guap.ru

А.М. Тюрликов, ГУАП, заведующий кафедрой инфокоммуникационных систем, д.т.н.; turlikov@k36.org

В.О. Бегишев, Российский университет дружбы народов, доцент кафедры прикладной информатики и теории вероятностей, к.ф.-м.н.; begishev-vo@rudn.ru

УДК 004.728.3
DOI: 10.34 832/ELSV.2022.31.6.002

Предлагается метод анализа технологии NB-IoT, определенной консорциумом 3GPP для поддержки услуг межмашинного взаимодействия в сетях 5G, под одновременной нагрузкой пачечного и пуассоновского типов трафика. Получены оценки средних значений задержек рассматриваемых типов трафика. Предлагаемый метод, основанный на использовании марковских процессов, позволяет проводить оценку производительности сетей NB-IoT в условиях гетерогенной структуры трафика на абонентском участке доступа.

Ключевые слова: NB-IoT, случайный доступ, пачечное поступление, задержка.

---

СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ

Исследование электромагнитной совместимости между фидерными линиями ПСС и сетями 5G в полосе частот 6700−7075 МГц

А.С. Пастух, ФГБУ НИИР, начальник лаборатории; a.pastukh@niir.ru

А.А. Захаров, ФГБУ НИИР, заместитель генерального директора по науке, доцент, к.т.н.; a.zaharov@niir.ru

УДК 621.396
DOI: 10.34 832/ELSV.2022.31.6.003

Представлена модель помехового воздействия сетей стандарта 5G на земные станции фидерных линий подвижной спутниковой службы, работающих в рамках фиксированной спутниковой службы (ФСС). В качестве объекта воздействия помех рассматриваются земные станции Globalstar. Оценка помехового воздействия проводится в совмещенном канале. Учитывается помеховое воздействие как от базовых станций (БС), так и от абонентских станций (АС) сети стандарта 5G. Результаты моделирования представлены в виде минимальных расстояний разнесения между земными станциями ФСС и сетями 5G, при которых обеспечивается электромагнитная совместимость.

Ключевые слова: 5G, IMT-2020, Globalstar, ФСС, ПСС, метод Монте-Карло, ЭМС, SEAMCAT, MATLAB, МСЭ-R.

---

Анализ способов построения антенных систем морских терминалов мобильной спутниковой связи с зеркальными антеннами.

А.А. Гаврилов, ФГУП НИИР, заместитель начальника НТО, к.т.н.; gavrilov@niir.ru

И.Н. Прищепа, ФГУП НИИР, начальник НТО; prishepa@niir.ru

А.В. Прорешкин, ФГУП НИИР, ведущий инженер; proreshkin@niir.ru

УДК 621.396.676
DOI: 10.34 832/ELSV.2022.31.6.004

Выполнен анализ современных способов построения антенных систем малогабаритных мобильных морских терминалов спутниковой связи с зеркальными антеннами. Представлен обзор литературы по антенным системам для терминалов VSAT.

Ключевые слова: морской терминал VSAT, VSAT, зеркальная антенна, антенная система, антенна Ku-диапазона, следящая антенна, опорно-поворотное устройство.

---

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН

Модели распространения радиоволн на частотах выше 100 ГГц

О.И. Ястребцова, ФБГУ НИИР, начальник лаборатории НТЦ Анализа электромагнитной совместимости, к.т.н.; yastrebtsova@niir.ru

А.А. Захаров, ФБГУ НИИР, заместитель генерального директора по науке, доцент, к.т.н.; a.zaharov@niir.ru

УДК 621.371.3
DOI: 10.34 832/ELSV.2022.31.6.005

Представлено описание разработанных Международным союзом электросвязи моделей распространения радиоволн, применимых для частот выше 100 ГГц. Указаны некоторые общие закономерности, свойственные распространению радиоволн на этих частотах. Показано, что в городских условиях возрастает роль экранирования трассы за счет снижения дифракции. В частности, при высотах препятствий, перекрывающих прямую видимость не более чем на 1 м, величина дополнительного затухания может превышать 35 дБ. Наличие или отсутствие препятствий с такой высотой может быть обусловлено неточностями цифровых карт и/или измерений. Таким образом, корректность моделей на данных частотах сильнее зависит от исходных данных, чем это имело место на более низких частотах, что может приводить к существенному завышению или, наоборот, недооценке потерь при распространении сигнала.

Ключевые слова: распространение радиоволн, распространение радиоволн в городе, потери за счет препятствий на земной поверхности, потери при прохождении сигнала в здание, 6G.

---

ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Повышение устойчивости тестов CAPTCHA к распознаванию сверточными нейросетями

Г. О. Тимофеев, Московский авиационный институт (МАИ), студент-бакалавр; freedom-slow@yandex.ru

А.Б. Рощин, МАИ, доцент, к.т.н.; optimist2000@yandex.ru

УДК 004.93'1
DOI: 10.34 832/ELSV.2022.31.6.006

Рассмотрены возможности алгоритмов машинного обучения для оценки устойчивости тестов CAPTCHA к автоматизированному распознаванию, а также различные усовершенствования этих тестов, которые снижают вероятность корректного распознавания изображений автоматизированными системами. С помощью сверточной нейросети ResNet-18 выполнены оценки эффективности распознавания и возможности применения предобученных моделей для распознавания новых объектов. После проведения анализа изображений были выявлены основные уязвимости, позволяющие автоматизированным системам легко проходить тесты CAPTCHA. Для повышения устойчивости лексикографических тестов предложено использовать случайное и независимое изменение цветов в изначальном RGB-изображении для некоторых пикселей, которые входят в значащие символы. Эффективность таких изменений составила 11,8%.

Ключевые слова: CAPTCHA, машинное обучение, сверточные нейросети, распознавание изображений, информационная безопасность.

---

ЦИФРОВАЯ ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ

Модель системы связи на языке программирования C# для разработки программных средств демодуляции сигналов. Предельные параметры

А.В. Сумин, ФГУП НИИР, ведущий инженер; sumin@niir.ru

УДК 621.376.4
DOI: 10.34 832/ELSV.2022.31.6.007

Представлена программная модель системы связи для разработки алгоритмов и программных средств демодуляции сигналов ретрансляторов геостационарных спутниковых систем связи, уплотненных по частоте модулированными несущими. В математической модели использованы константы дискретизации сигнала во временной и частотной областях определения выборок. Представление сигнала в виде аналитического сигнала позволяет использовать всю полосу частотного представления — от нуля до частоты дискретизации квадратур. Максимальное реализуемое в модели значение полосы Найквиста сигнала модулированной несущей равно частоте дискретизации квадратур. Оценена помехоустойчивость демодулятора модели в режиме с априорно известными характеристиками сигналов с использованием параметра «выходное отношение сигнал/шум при отсутствии шума на входе».

Ключевые слова: система связи, программная модель, демодуляция, аналитический сигнал, частота дискретизации, полоса частотного представления, скорость передачи сигналов, помехоустойчивость.

---

Экспериментальное исследование динамики перестройки частоты управляемых напряжением генераторов синусоидального сигнала

Н.В. Лемешко, АО «Корпорация «Комета», начальник отдела, д.т.н.; nlem83@mail.ru

С.С. Захарова, НИУ ВШЭ, преподаватель, к.т.н.; ZaharovaSvetlana@yandex.ru

УДК 621.316.97
DOI: 10.34 832/ELSV.2022.31.6.008

Предложен способ измерений характеристик динамики перестройки управляемых напряжением генераторов синусоидальных сигналов, основанный на оценке частоты в пределах каждого полупериода с использованием регрессионных уравнений. Рассмотрены особенности применения генераторов, управляемых напряжением (ГУН), в составе перестраиваемых синтезаторов частоты. Представлена номенклатура измеряемых характеристик ГУН. Дано описание алгоритма, реализующего указанный способ, представлены результаты моделирования, подтверждающие его эффективность при перестройке по частоте выходных сигналов ГУН.

Ключевые слова: управляемый напряжением генератор, перестройка частоты, фазовая автоподстройка частоты, динамика, измерение.

---

КАЧЕСТВО СВЯЗИ

ГОСТ Р 53 111−2008 (Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки): аргументы за и против

Ю.Ю. Терентьева, ФГАНУ «Центр информационных технологий и систем органов исполнительной власти» (ЦИТиС), начальник управления анализа и методологии совершенствования информационных телекоммуникационных систем, к.т.н.; terjul@mail.ru

П.П. Стариков, ФГАНУ ЦИТиС, директор; terjul@mail.ru

С.Г. Синев, ФГАНУ ЦИТиС, первый заместитель директора, д.т.н.; terjul@mail.ru

УДК 519.173.1+004.023
DOI: 10.34 832/ELSV.2022.31.6.009

Выполнен анализ широко известного и часто используемого нормативного документа ГОСТ Р 53 111−2008, определяющего требования к устойчивости функционирования сетей электросвязи, входящих в состав сети связи общего пользования, а также содержащего методы их проверки. Рассматриваются различные дискуссионные аспекты, которые обсуждаются в среде специалистов, сталкивающихся с данным нормативным документом. В ходе анализа документа подчеркиваются его несомненные достоинства, но также указываются и его недостатки, что является целью проводимых исследований.

Ключевые слова: устойчивость сети связи, граф сети связи.