Говорит и показывает

ПОСМОТРЕТЬ РАДИО

Центр коллективного пользования научным оборудованием «Радиоэлектроника и связь» в Тамбовском государственном техническом университете открыли еще три года назад. Средства на создание и оснащение выделило Министерство науки и высшего образования, поддержав заявку университета. Центр оснастили уникальным радиоизмерительным оборудованием и специализированным программным обеспечением. И если раньше все эксперименты заканчивались на уровне математических моделей или симуляций на вспомогательных программах, то теперь результаты исследований можно увидеть наглядно.

– Меня всегда завораживало то, как сигнал, который идет по проводам или по воздуху, преобразуется в речь, картинку или видео, – признается магистрант Сергей Бабкин.

Радиоэлектроникой он заинтересовался еще в школе, в университете интерес только усилился. Сейчас Сергей работает над приемными устройствами систем глобального позиционирования, проще говоря – над системой GPS и ГЛОНАСС.

– Мы используем их для построения маршрутов в машине или прокладываем дорогу по незнакомому району. Если в городе это работает с небольшими огрехами, то в отдаленной местности начинаются погрешности. Дело в том, что GPS и ГЛОНАСС лучше использовать вместе, чтобы результаты были точнее. Но проблема в том, что эти системы работают на разных частотах. Вот тут-то и поможет моя разработка – это система, которая имеет хорошие параметры, то есть способна работать на разных частотах, что, собственно, и позволит использовать GPS и ГЛОНАСС одновременно даже в условиях сильной затененности спутников.

Впоследствии разработку могут применять не только обыкновенные пользователи, чтобы, к примеру, усилить сигнал LTE (4G) за городом или в пути, но и на крупных промышленных объектах. Но это пока что планы – для того чтобы их осуществить, необходимо провести еще множество экспериментов и корректировок.

– Работать однозначно есть куда. Например, фрактальные технологии. Это самоповторяющиеся антенны. Это как зеркало поставить напротив зеркала – получится повторяющийся коридор. Приблизительно так и строятся фрактальные антенны. Здесь есть множество интересных направлений, в рамках которых можно развиваться, - говорит Сергей Бабкин.

РАБОТА БЕЗ ОТКЛОНЕНИЙ

Михаил Кирюпин научными исследованиями занимается уже три года. Сейчас совместно с коллегами прорабатывает одну из сложнейших тем – построение алгоритмов управления сетями. Речь вот о чем:

– Каждое устройство передает конечному потребителю сигнал, содержащий информацию. Когда несколько устройств отправляют такой сигнал, в радиоканале может произойти столкновение этих сигналов и они не дойдут до адресата. Если мы рассматриваем систему «Умный дом», то просто не выполнится заданная команда. Если же возьмем, к примеру, крупное предприятие с десятками высокоточных автоматизированных станков, то может произойти брак в изделии, так как до контролера не дошла та или иная информация и он не принял меры, - поясняет Михаил Кирюпин.

– Алгоритм управления сетями отвечает за формирование очередей из поступающих сигналов, чтобы каждый из них достиг своей конечной точки и не пропал бесследно. Все это реализуется на программном уровне на управляющих устройствах. Эти алгоритмы имеются в протоколах Wi-Fi, LTE и так далее. Сутью моего исследования является подбор алгоритма под поставленную задачу и для определенного стандарта передачи данных, в частности, для построения систем на стандарте Интернета вещей LoRaWAN.

При разработке такой системы требуется учесть множество факторов. Однако строительство подобного алгоритма только в виртуальном пространстве без учета особенностей реального объекта чревато тем, что система попросту окажется неработоспособной.

– В виртуальном режиме мы пытаемся заранее отстроить этот алгоритм, моделируя его работу в условиях, приближенных к реальным, насколько это позволяет программный продукт, чтобы упростить работу по его настройке уже на реальном объекте, где его будут применять, – говорит Михаил Кирюпин. – Но моделирование все равно дает погрешность в результатах, поэтому конечная доотладка будет являться одной из сложных частей в построении системы. А вот построение всей системы из приемопередающих устройств и всего остального - уже задача полегче. Если бы сейчас в мире не было ситуации с самоизоляцией, то мы бы это более тщательно прорабатывали на реальном оборудовании в Центре коллективного пользования.

ЗАДАЧИ С ПЕРЕМЕННЫМИ

Тем не менее, несмотря на режим самоизоляции, научная работа идет полным ходом. Как рассказывает директор Центра коллективного пользования «Радиоэлектроника и связь», кандидат технических наук, доцент Тамбовского государственного технического университета Олег Белоусов, в дистанционном формате студенты готовятся к участию в научных конференциях. Одна из них проходит в Красноярске. Ученые из ТГТУ представят свои разработки перспективных систем глобального позиционирования ГЛОНАСС и GPS, модификации метеорологических радиолокационных станций, а также технологии высокоскоростного беспроводного широкополосного доступа.

– В рамках работы Центра коллективного пользования студенты, начиная с третьего курса, занимаются научно-исследовательской деятельностью. Она направлена на разработку перспективных систем радиосвязи. В частности, сейчас группа студентов занимается исследованиями в области построения эффективных антенных систем, которые позволяют в сочетании с существующими средствами связи улучшить их характеристики. В прошлом году наши студенты стали победителями конкурса на лучшее радиоэлектронное устройство, приняли участие в ежегодном конкурсе Галицкой, который проводит ПАО «Ростелеком», заняв первое и третье места, участвовали во всероссийских и международных научно-практических конференциях («ВУНЦ ВВС ВА Воронеж» и других), где становились лауреатами и призерами, - говорит Олег Белоусов.