Вероятностная оценка помехозащищенности составных радиолиний передачи видео в условиях взаимных помех
Ключевые слова:
взаимные помехи, системы передачи видео, сети LTE, вероятность блокирования работы сети, помехозащищенность радиолинийАннотация
Переход к автоматизированным системам регулирования на неохраняемых железнодорожных переездах обусловил необходимость решения вопросов их безопасности. Наиболее рациональным решением указанной проблемы является применение систем видеонаблюдения, обеспечивающих трансляцию изображений, как на железнодорожные станции, в зоне ответственности которых находятся железнодорожные переезды, так и на локомотивы подвижных составов. С этой целью активно используют системы передачи информации, организованные на основе сетей широкополосного доступа и LTE. Но поскольку работа таких сетей организуется вдоль железнодорожных путей, в том числе в условиях активного применения различных излучающих средств, то для них характерном является нарушение условий электромагнитной совместимости, приводящее к сбою работы в результате непреднамеренного блокирования отдельных каналов. Поэтому анализ условий, при которых наступает сбой работы сети передачи видео, а также прогнозный расчет параметров радиолиний, при которых обеспечивается заданный уровень устойчивости работы сети, является актуальными. Рассмотрены технологии и особенности работы сетей стандарта LTE. Обоснованы показатели и критерии оценки функционирования линий передачи видео в рамках технических возможностей стандарта. Проведена математическая постановка задачи исследования. Определены исходные данные для разработки аналитической модели вероятностной оценки функционирования сети передачи видео. Разработан аналитический аппарат расчета вероятности блокирования каналов, учитывающий взаимную интенсивность использования частотного трафика конфликтующими средствами. Проанализированы требования ГОСТ Р 53111-2008, определяющего условиях, при которых обеспечивается устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Получено выражение вероятностной оценки, характеризующее вероятность нарушения (блокирования) работы сети, определяемой как канальными шумами и замираниями, так и помехами непреднамеренного характера от сторонних источников радиоизлучений при нарушении условий их электромагнитной совместимости. Представлены результаты аналитического моделирования, раскрывающие условия, при которых обеспечивается успешное функционирование сети передачи результатов видеонаблюдения. Обосновано, что работа сетей передачи видео в условиях взаимных помех при нарушении требований по электромагнитной совместимости, более чувствительна к изменению отношения значений интенсивностей потоков сети и источников сторонних излучений, работающих в режиме с программной перестройкой рабочей частоты, чем к энергетическим соотношениям полезного и мешающего сигналов.
Литература
2. Ахмедзянов Г.Г., Дремин В.В., Литвинов А.В. Совершенствование учета параметров объектов железнодорожной инфраструктуры для повышения эффективности эксплуатации железнодорожного переездного комплекса // Современные наукоемкие технологии. 2022. № 1. С. 9–13. DOI: 10.17513/snt.39002.
3. Трунаев А.М., Иваницкая И.Л. Анализ средств обеспечения безопасности на железнодорожных переездах // Сборник научных трудов Донецкого института железнодорожного транспорта. 2021. № 63. С. 4–12.
4. Имарова О.Б. Следящая система управления торможением поезда в зоне сближения с неохраняемым и необслуживаемым железнодорожным переездом // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2020. № 3(79). С. 43–51. DOI: 10.46973/0201-727X_2020_3_43.
5. Лукьянов А.С., Толстых Д. С., Буравцова А.Н. Технологии мобильного широкополосного доступа в сетях LTE и применение в ведомственных структурах // Вестник Воронежского института высоких технологий. 2019. № 13(1). С. 116–119.
6. Singh U., Dua A., Kumar N., Guizani M. QoS Aware Uplink Scheduling for M2M Communication in LTE/LTE-A Network: A Game Theoretic Approach // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2022. vol. 71. no. 4. pp. 4156–4170. DOI: 10.1109/TVT.2021.3132535.
7. Дворников С. В., Степынин Д. В., Дворников А. С., Букарева А. П. Формирование векторов признаков сигналов из вейвлет-коэффициентов их фреймовых преобразований // Информационные технологии. 2013. № 5. С. 46–49.
8. Фокин Г.А., Волгушев Д.Б. Использование SDR-технологии для задач сетевого позиционирования. Процедуры приема и обработки опорных сигналов LTE // Вестник СибГУТИ. 2023. Т. 17. № 1. С. 52–65. DOI: 10.55648/1998-6920-2023-17-1-52-65.
9. Dvornikov S.S., Zheglov K.D., Dvornikov S.V. SSB signals with controlled pilot level // T-Comm. 2023. vol. 17. no. 3. pp. 41–47. DOI: 10.36724/2072-8735-2023-17-3-41-47.
10. Abusalma A. The effect of implementing artificial intelligence on job performance in commercial banks of Jordan // Management Science Letters. 2021. vol. 11. pp. 2061–2070. DOI: 10.5267/j.msl.2021.3.003.
11. Артюшенко В.М., Воловач В.И. Оценка влияния гауссовского шума, помех гармонического типа и комбинированных помех на беспроводные устройства ближнего радиуса действия // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 9. С. 124–137. DOI: 10.18127/j00338486-202309-11.
12. Алексеев В. Сравнительные характеристики широкополосных и узкополосных сетей LPWAN нелицензируемого диапазона для приложений М2М и IoT // Беспроводные технологии. 2019. № 3(56). С. 10–20.
13. Li J., Li X., Li H., et al. Fabrication of the Cu/AgCuTi/Nb composite for superconducting radio-frequency material under extreme service conditions based on electroplating additive manufacturing // Materials & Design. 2024. vol. 244. pp. 113220. DOI: 10.1016/j.matdes.2024.113220.
14. Flores Soriano M. Solar radio bursts impact on the International GNSS Service Network during Solar Cycle 24 // Journal of Space Weather and Space Climate. 2024. vol. 14. DOI: 10.1051/swsc/2024034.
15. Иванова Д.В., Маркова Е.В., Шоргин С.Я., Гайдамака Ю.В. Модели совместного обслуживания трафика EMBB и URLLC на основе приоритетов в промышленных развертываниях 5G NR // Информатика и ее применения. 2023. Т. 17. № 4. С. 64–70. DOI: 10.14357/19922264230409.
16. Журавлев Д.В., Кузьменко Р.В., Чепелев М.Ю., Минаков Д.С. Разработка и реализация алгоритма анализа сигналов стандарта Bluetooth // Вестник Воронежского института ФСИН России. 2021. № 3. С. 14–22.
17. Vasilyeva D.V., Dvornikov S.V., Yakushenko S.Al., Dvornikov S.S. Automation of detection procedures based on the results of processing images from video surveillance systems. Collection of abstracts of reports of the III International Forum “Mathematical methods and models in high-tech production”. 2023. pp. 157–158.
18. Vasilieva D.V., Dvornikov S.V., Yakushenko S.A., Dvornikov S.S. Automation of forest fire detection procedures based on the results of video processing // Scientific and analytical journal “Bulletin of the St. Petersburg University of the State Fire Fighting Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia”. 2024. vol. 2023. no. 4. pp. 47–58. DOI: 10.61260/2218-130X-2024-2023-4-47-58.
19. Дворников С.В., Дворников С.С., Коноплев М.А. Алгоритм распознавания сигналов радиосвязи на основе симметрических матриц. Информационные Технологии. 2010. № 9. С. 75–77.
20. Abbasov I.B. Image Recognition in Agriculture and Landscape Protection // International Journal of Science and Research. 2020. vol. 9. no. 12. pp. 757–763. DOI: 10.21275/SR201212144831.
21. Себекин Г.В., Щурков А.О., Маслов А.А., Андреев Ю.В. Построение мультисервисной платформы спутниковой связи на основе решений для сетей передачи данных стандарта LTE (3GPP) // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. № 2. С. 66–75. DOI: 10.18127/j20700784-202402-06.
22. Батенков К.А., Королев А.В., Миронов А.Е. Эффективность использования канального ресурса при объединении и кластеризации передаточных возможностей звена мультисервисной сети связи // Информационные системы и технологии. 2020. № 2(118). С. 101–105.
23. Макаренко С.И. Интероперабельность организационно-технических систем. Санкт-Петербург: Наукоемкие технологии, 2024. 313 с.
24. Дворников С.С., Дворников С.В., Леонов Д.М., Махфуд М.Г. Эффективность функционирования локальных радиосетей в сложной радиоэлектронной обстановке // Информация и космос. 2023. № 1. С. 29–34.
25. Дюк В.А., Малыгин И.Г. Сравнение алгоритмов распознавания типов транспортных средств по параметрам их силуэтов // Морские интеллектуальные технологии. 2018. № 4-4(42). С. 197–201.
26. Чубарико В.Н. Обобщённая формула бинома Ньютона и формулы суммирования. Чебышевский сборник. 2020. Т. 21. № 4. С. 270–301. DOI: 10.22405/2226-8383-2020-21-4-270-301.
27. Ананьевский С.М., Невзоров В.Б. О некоторых вероятностных распределениях, связанных с классической схемой Бернулли // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2022. Т. 9. № 2. С. 201–208. DOI: 10.21638/spbu01.2022.202.
28. Васильева Д.В., Дворников С.С., Толстуха Ю.Е., Обрезков П.С., Дворников С.В. Формирование Векторов признаков для систем видеонаблюдения // Вопросы Радиоэлектроники. Серия: Техника Телевидения. 2023. № 4. С. 62–68.
29. Шелухин О.И., Ахметшин Р.Р., Руднев А.Н., Иванов Ю.А. Влияние различных типов ошибок в каналах беспроводного доступа на качество систем видеонаблюдения // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2012. № 11. С. 62–66.
30. Sheikh H.R., Bovik A.C. Image information and visual quality // IEEE Transactions on Image Processing. 2006. vol. 15. no. 2. pp. 430–444. DOI: 10.1109/tip.2005.859378.
31. Клочко В.К., Ву Б.Х. Исследование частотно-временной обработки сигналов в системе доплеровских приемников // Цифровая обработка сигналов. 2024. № 4. С. 33–39.
Опубликован
Как цитировать
Раздел
Copyright (c) Dina Vasilyeva, Сергей Викторович Дворников
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями: Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).