Сборник научных статей по материалам ix международной научнопрактической конференции Часть 1 18 ноября 2022 г. Уфа 2022
 Скачать 5.25 Mb.
|
5. Второй термический модуль. Не содержит клапанов, а также не выпускает наружу парне впитанный адсорбентом. 6. Активатор. При нажатии на кнопку игла активатора прокалывает резервуар и вода поступает в теплогенерирующий состав. 7. Внешний стакан. Пенополистирол, имеющий низкую теплопроводность, не дающий теплу рассеиваться. 8. Разогреваемая продукция. В процессе работы над темой рассмотренной нами с помощью методической литературы поданным задачам, а также в результате исследования, мы пришли к выводу, что вовремя проведения специальной военной операции, а также в полевых условиях военнослужащим довольно тяжело приготовить и разогреть себе еду. Более того, провиант, выдающийся мобилизированным на сегодняшний день, не включает в себя продукты для поднятия иммунитета и восстановления жизненных сил бойцов, что сказывается на их здоровье. Также мы решили заменить упаковку продуктов из ламинистерной тары на полимерную, что значительно облегчит ее транспортировку и хранение, а также предложили портативный разогреватель, состоящий из сухого горючего и таганка на более современный и безопасный – медный купорос, который будет находиться сразу во внешнем слое упаковки продукта не контактируя с самим продуктом. Упаковка, оснащенная отсеком с медным купоросом, обладает свойством саморазогревания. НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ ОПЫТ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ | НИЦ ВЕСТНИК НАУКИ | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU 57 Список литературы [1] Автоматизация статистического контроля качества пищевой продукции в массовых производствах / АС. Горелов, С.А. Лисицын, В.Б. Морозов, В.В. Прейс, Е.А. Саввина. – Тула Изд-во ТулГУ. 2011. 140 с. [2] Ким Е.В. Саввина Е.А. Использование статистических методов при исследованиис целью разработки новой рецептуры // Вестник Тульского государственного университета. Автоматизация проблемы, идеи, решения Сб. трудов междунар. научно-техн.конф., 13-14 ноября 2014 г. / Под науч. ред. В.В. Прейса. – Тула Изд-во ТулГУ. 2014. 22- 27 с. [3] Forma-odezhda //– Сухпаек – ИРП – Индивидуальный рацион питания Электронный ресурс. – URL: https://forma- odezhda.com/encyclopedia/suhpaek---irp---individualnyj-racion-pitaniya/. дата обращения 08.11.2022). [4] Surviva.ru //– Что такое сухпаек армейский, его состав и предназначение. Электронный ресурс. – URL: https://surviva.ru/vyzhivanie/tips-vyzhivanie/suhpaek- armejskij?utm_referrer=https%3A%2F%2Faway.vk.com%2F. дата обращения 08.11.2022). [5] Ntv.ru //– Боевики в Чечне готовят суп из шоколадных батончиков Электронный ресурс. – URL: https://www.ntv.ru/novosti/54085/. (дата обращения 08.11.2022). [6] Panti-dv //– Вытяжка морского ежа Электронный ресурс. – URL: https://panti- dv.ru/catalog/moreprodukty/vytyazhka_morskogo_ezha/. дата обращения 08.11.2022). [7] Himrus.ru //– Какой газ выделяет карбид кальция Электронный ресурс. – URL: https://himrus.ru/stati/karbid-kalcziya. дата обращения 08.11.2022). [8] Surv24.ru //– БНП – Беспламенный Нагреватель Пищи Электронный ресурс. – URL: http://www.surv24.ru/blogs/2013/08/13/bnp-besplamennyj-nagrevatel- pishhi/. (дата обращения 08.11.2022). © ДА. Данилова, С.П. Кантаева, Е.Г. Тимчук, 2022 SCIENTIFIC RESEARCH IN THE MODERN WORLD: EXPERIENCE, PROBLEMS AND DEVELOPMENT PROSPECTS INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU 58 УДК 621.391 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА STDMA В РАДИОСВЯЗИ С.А. Рублёва, аспирант А.В. Колобков, к.т.н., АО «НПП Полет, г. Нижний Новгород Аннотация В статье рассматривается метод самоорганизующегося множественного доступа с временным разделением (STDMA). Приводится обзор существующих систем, использующих данный метод. Проанализированы работы, связанные с перспективными направлениями применения STDMA. Обозначены основные задачи, решаемые представленными системами. Описываются преимущества метода STDMA для применения в данных системах. Ключевые слова множественный доступ, TDMA, STDMA, самоорганизующийся множественный доступ с временным разделением Недостатки методов фиксированного и случайных множественного доступа привлекают интерес исследователей к различным комбинированным методам, а также методам с резервированием. Многие методы резервирования базируются на временном разделении ресурса канала. Одним из перспективных и вызывающим интерес исследователей методов множественного доступа с резервированием является метод STDMA (Self-organized Time-Division Multiple Access – самоорганизующийся множественный доступ с временным разделением. В STDMA, как ив множественный доступ с временным разделением, время поделено на НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ ОПЫТ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ | НИЦ ВЕСТНИК НАУКИ | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU 59 интервалы заданной длительности, однако их распределение между абонентами осуществляется децентрализованно самими абонентами на основе регулярно передаваемой каждым абонентом информации о резервировании слотов, а также его положении в пространстве. Впервые на практике данный метод был реализован в системе автоматической идентификации (АИС) [1]. АИС применяется в судоходстве с 2000 года для идентификации судов, их курса, габаритов и других данных. Главной целью внедрения данной системы является уменьшение риска столкновений, за счет предоставления точной и развернутой информации о навигационной обстановке. С этой целью модуль АИС, размещенный на судне, автоматически с заданной периодичностью передает свои текущие координаты, курс, скорость, идентификационный номер, пункт назначения и другие данные. Информация от других находящихся судов может выводиться на терминал системы. Передача осуществляется в УКВ диапазоне (поддиапазон ОВЧ) на частоте 161,975 МГц и 162,025 МГц. АИС может работать как в режиме, когда график передачи назначается управляющей станцией, таки в автономном режиме, когда каждая станция самостоятельно определяет график передачи на основе полученной ранее информации о загрузке канала и запланированном распределении слотов между абонентами. Одновременно с любым из этих двух режимов станция может также работать в режиме запрос- ответ. Основной схемой организации доступа на уровне в автономном режиме, используемой для запланированных повторяющихся передач, является схема STDMA. Длительность фрейма принята равной одной минуте. Фрейм разделен на 2250 слотов. Синхронизация с UTC (Universal Coordinated Time – всемирное координированное время) достигается при помощи специального алгоритма. Защита от задержек, связанных с расстоянием между объектами, а также дрожанием синхронизации ввиду аддитивности ошибок синхронизации накопленная ошибка может достигать 312 мкс) достигается при помощи вставки в буфер передаваемых пакетов специальных бит (14 и 6 бит соответственно. Периодичность сообщений (число выходов на передачу за одну минуту) задается в интервале от 2 до 30. Диапазон выбора SI SCIENTIFIC RESEARCH IN THE MODERN WORLD: EXPERIENCE, PROBLEMS AND DEVELOPMENT PROSPECTS INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU 60 принимается равным 20 % от номинального приращения NI. Разрешенные значения счетчика тайм-аута (срока занятости слота) – от 3 до 7 фреймов. Выбор STDMA обусловлен необходимостью быстрого разрешения конфликтов без контроля со стороны каких-либо центральных станций при передаче повторяющихся сообщений, необходимых для поддержания постоянно обновляемой навигационной картины, в условиях динамически изменяющегося набора абонентов. Способность STDMA обеспечивать работу системы в представленных условиях вызывает большой интерес со стороны исследователей, занимающихся вопросом построения автомобильных самоорганизующихся сетей VANET (Vehicular Ad hoc NETwork – автомобильная самоорганизующаяся сеть. Интеллектуальные транспортные сети VANET формируются для обмена данными между транспортными средствами, а также с внешними устройствами (V2X – Vehicle-to-Everything). В настоящее время предлагается использовать для VANET различные частотные каналы в диапазоне около 5,9 ГГц. Внедрение V2X производится в целях повышения безопасности дорожного движения, снижения аварийности и смертности на дорогах, оптимизации организации дорожного движения. V2X включает в себя ряд подсистем V2V (Vehicle-to-Vehicle) – для обмена информацией между автомобилями V2N (Vehicle-to-Net) – доступ к общему информационному пространству V2I (Vehicle-to-Infrastructure) – для обмена информацией с объектами инфраструктуры (дорожными знаками, зданиями, светофорами и прочими объектами V2P (Vehicle-to-Pedestrian) – для взаимодействия с пешеходами V2G (Vehicle-to-Grid) – для включения автомобиля в систему умных электрозаправок в целях оптимизации процесса зарядки V2D (Vehicle-to-Device) – для обмена информацией с любым подключенным к V2X устройством. НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ ОПЫТ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ | НИЦ ВЕСТНИК НАУКИ | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU 61 Разрабатываемые в рамках V2X программные приложения являются критически важными для безопасности и должны работать в режиме реального времени. Топология сети VANET постоянно изменяется, при этом количество абонентов сети не ограничено. Все это означает, что используемый в сети метод доступа к каналу связи должен обладать хорошей масштабируемостью, а также обеспечивать равные возможности доступа и выполнение жестких требований по надежности и допустимой задержке. Предлагаемые в настоящее время стандарты связи для V2X основываются на стандарте IEEE 802.11p, использующем метод CSMA (Carrier Sense Multiple Access – множественный доступ с контролем несущей. Однако, отмечается, что данный метод обладает плохой масштабируемостью, допускает возникновение существенных коллизий и неограниченных задержек доступа к каналу. Наличие у CSMA таких существенных для систем реального времени недостатков привлекает многих исследователей к поиску более подходящего метода доступа к каналу. В качестве возможной альтернативы CSMA в данной области подробно анализируется работа метода STDMA. В частности, методом компьютерного моделирования проверена работоспособность метода при следующих параметрах [2-4]: длительность фрейма – 1 секунда скорость передачи данных – 3 Мбит/с; дальность связи – 500 и 1000 метров длина пакета – 100, 300, 500 байт в [2] дополнительно учитывается, что длительность слота состоит из двух защитных интервалов (по 3 мкс, времени преамбулы, времени пакета и двух интервалов, учитывающих переключение приемопередатчика из состояния передачи в состояние приема (и обратно, а также задержку обработки. Результаты исследований показывают, что алгоритм STDMA является более предсказуемым в том смысле, что он гарантирует предоставление доступа к каналу без отбрасывания пакетов и с ограниченным временем задержки. Также показано, что проблема коллизии пакетов более выражена в CSMA, чем в STDMA [2]. Исследователи рассматривают дополнительные возможности по SCIENTIFIC RESEARCH IN THE MODERN WORLD: EXPERIENCE, PROBLEMS AND DEVELOPMENT PROSPECTS INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU 62 адаптации STDMA в целях повышения эффективности при использовании в транспортных сетях. Проблема выбора оптимального метода доступа к каналу связи в системах связи реального времени актуальна ив области промышленных сетей. Организация системы беспроводной связи, отвечающей строгим требованиям приложений автоматизации производства, является непростой задачей. Здесь, как ив транспортных приложениях, критически важными являются минимизация задержки и возникновения коллизий в условиях динамически изменяющейся конфигурации сети. В [5] проведено подробное моделирование многолучевого распределенного во времени промышленного канала с учетом переменного доплеровского сдвига для оценки применимости в нем метода STDMA. Исследование показало, что подбор оптимальных значений конфигурации STDMA делает возможным выполнение требований по задержке. Однако в рамках данной работы не удалось решить проблему проходящего узла. Кроме этого, озабоченность авторов статьи вызывали вопрос обеспечения синхронизации через систему GPS (Global Positioning System – система глобального позиционирования. При этом исследователи все же положительно оценили возможное использование STDMA и предположили возможность решения выявленных проблем в рамках дальнейшей работы. Примером практической реализации метода STDMA помимо АИС является режим передачи данных в ОВЧ-диапазоне VDL-4. VDL-4 является цифровой системой передачи данных УКВ диапазона, которая обеспечивает цифровую связь между летательными аппаратами, стационарными наземными станциями и транспортными средствами аэропорта. Передача осуществляется в авиационном диапазоне частот, то есть на частотах 108-136,975 МГц по каналу связи 25 кГц, со скоростью 19200 кбит/с. Наиболее важным свойством VDL Mode 4 является способность обеспечивать эффективный обмен краткими сообщениями и поддерживать критические повремени прикладные задачи. На базе VDL-4 построены такие перспективные технологии как многоинтервальная передача данных ADS-B и мультилатерация [6]. Суперфрейм длится 60 секунд и содержит 4500 слотов (75 слотов в секунду. Синхронизация по UTC осуществляется через НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ ОПЫТ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ | НИЦ ВЕСТНИК НАУКИ | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU 63 ГНСС, либо по резервным алгоритмам от своих бортовых систем или других участников обмена. В стандарте предусмотрен режим наземного управления, при котором мобильные станции получают от наземной станции команды на передачу в определенных временных интервалах по определенному каналу с определенной скоростью, а также автономный режим, предназначенный для работы без управления от наземного узла связи. В автономном режиме работы должна обеспечиваться связь между летательными аппаратами, а также широковещательная связь. При этом классический STDMA, по сути, отражает лишь широковещательный протокол, помимо которого в стандарте предусмотрены еще многие другие протоколы [7]. В качестве одного из перспективных для применения методов рассматривается STDMA при разработке стандарта режима LDACS A2A в рамках реализации концепции Единого европейского неба SECAR [8, 9]. Новая система FCI (Future Communication Infrastructure – инфраструктура связи будущего) должна обеспечивать цифровые и безопасные коммуникационные возможности, способные поддерживать интегрированную связь, навигацию и наблюдение (CNS). FCI представляет собой набор каналов связи, разработанных для совместного охвата всех этапов полета системы спутниковой связи обеспечивают связь в океанических и отдаленных регионах аэронавигационная мобильная система связи (Aero-MACS) – в аэропортах цифровая авиационная система связи диапазона (LDACS) дополняет FCI, обеспечивая связь «воздух-земля» (A/G) и «воздух-воздух» (A2A) с использованием режимов связи LDACS A/G и LDACS A2A соответственно. Работа системы аэронавигационной связи LDACS предполагается в полосе частот 960-1164 МГц. Режим LDACS A/G к настоящему времени уже полностью разработана разработка режима LDACS A2A сопряжена с рядом проблемных вопросов [9]. Во-первых, LDACS должен функционировать в диапазоне, где существует дефицит свободного спектра. В связи с чем предполагается внедрить по одному каналу LDACS шириной 0,5 МГц между двумя используемыми дальномерным оборудованием каналами, которые расположены на расстоянии 1 МГц друг от друга. Во-вторых, связь между летательными аппаратами должна обеспечиваться и при SCIENTIFIC RESEARCH IN THE MODERN WORLD: EXPERIENCE, PROBLEMS AND DEVELOPMENT PROSPECTS INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE | WWW.PERVIY-VESTNIK.RU 64 отсутствии спутниковой и наземной поддержки в автономном режиме с созданием самоорганизующихся сетей. В-третьих, режим должен обеспечивать широковещательную связь, необходимую для новых сервисов (например, саморазделения и прогнозирования вихревого следа. В [9] авторами был проведен сравнительный анализ STDMA и ALOHA применительно к организации режима LDACS A2A. Рассматривалась передача сообщений размером 14 и 34 байт при дальности связи 120, 150 и 200 морских миль, а также возможность разделения полосы пропускания на подканалы по 0,5 МГц каждый. Было показано, что канал связи A2A на основе STDMA обеспечивает лучшую работу, чем канал связи A2A на основе ALOHA в большинстве смоделированных случаев. При этом для достижения необходимой производительности ему требуется меньшая ширина канала, а разделение доступного канала на подканалы шириной 0,5 МГц не оказывает на канал связи A2A STDMA негативного влияния. Изучение существующих систем с STDMA, а также работ, касающихся теоретических исследований применимости данного метода в различных областях показывает, что данный метод обеспечивает равные возможности доступа к каналу связи в условиях жестких требований по надежности и допустимой задержке, а также обладает хорошей масштабируемостью, что позволяет сделать вывод о перспективности использования данного метода в условиях динамически изменяющейся топологии сети. Список литературы [1] Рекомендация МСЭ-R M.1371-5 (02/2014) Технические характеристики автоматической системы опознавания, использующей многостанционный доступ с временным разделением в полосе ОВЧ морской подвижной службы. [2] Bilstrup K. On the Ability of the 802.11p MACMethod and STDMA to Support Real-Time Vehicle-to-Vehicle Communication / K. Bilstrup, E. Uhlemann, E.G. Strom, U. Bilstrup // EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking. – 2009. Электронный ресурс. – URL: https://jwcn- |