ФЦП Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы

Лаб. 69
Министерством образования и науки РФ и ИПУ РАН в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы» заключено соглашение № 14.613.21.0020 от 22.10.2014 на выполнение поисковых научных исследований по теме: «Разработка математических методов, алгоритмов и программ оценки производительности и проектирования широкополосных беспроводных сетей передачи мультимедийной информации вдоль протяженных транспортных магистралей (железнодорожное полотно, автодороги) и трубопроводов (нефтяные и газовые магистрали)». Срок выполнения 2014—2016 гг.

Целью проекта является разработка теоретических основ, методов проектирования и реализации нового поколения широкополосных беспроводных сетей передачи мультимедийной информации вдоль протяженных магистралей, обеспечивающих повышение качества управления и оперативного контроля за техническими параметрами трассы, а также контроль безопасности на участках трассы с использованием информации систем видеонаблюдения и обеспечение голосовой связи (IP-телефония) между стационарными и мобильными объектами на протяженных магистралях. Создание и испытание макета сети на базе радиомаршрутизаторов, функционирующих под управлением стандарта международного протокола IEEE 802.11n и антенных устройств, реализующих технологию MIMO.

Основные результаты 1 этапа ПНИ:

а) проведен анализ нормативных и методических материалов, регламентирующих создание широкополосных беспроводных сетей;

б) приведено описание протоколов IEEE 802.11n и IEEE 802.11s (в рамках стандарта IEEE 802.11–2012) и протоколов перспективных сетей миллиметрового диапазона радиоволн, на базе которых могут реализовываться широкополосные беспроводные сети вдоль протяженных магистралей и трубопроводов;

в) обоснован вывод о том, что основой построения сети вдоль протяженных магистралей являются аппаратно-программные средства, реализующие протокол IEEE 802.11n, обеспечивающий высокоскоростную (до 300 Мбит/с) ретрансляцию мультимедийной информации между базовыми станциями и возможность подключения мобильных абонентов;

г) обоснована актуальность теоретических и практических разработок по созданию широкополосных беспроводных сетей вдоль протяженных магистралей;

д) проведен обзор научно-технической литературы (включая 55 работ, в основном, зарубежных авторов), опубликованной в последние годы по тематике настоящего проекта. Анализ публикаций показал, что методологические и теоретические проблемы, рассматриваемые в настоящем проекте, слабо отражены в мировой научной литературе;

е) приведен перечень основных задач, решение которых является основой построения широкополосных беспроводных сетей вдоль протяженных магистралей, к числу которых относятся:

1) разработка методологии построения беспроводных сетей вдоль протяженных транспортных магистралей и трубопроводов;

2) разработка комплекса новых математических моделей, адекватно описывающих функционирование рассматриваемых беспроводных сетей;

3) разработка пакета программ проектирования и макета беспроводной сети вдоль протяженных магистралей.

ж) обоснована новизна и актуальность сформулированных задач и подходов к их решению;

и) разработана методология построения широкополосных беспроводных сетей передачи мультимедийной информации вдоль протяженных магистралей, позволяющая, осуществлять построение беспроводных сетей подвижной и фиксированной связи различных стандартов с учетом структуры местности, электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и распределения абонентской нагрузки при оптимизации частотных и аппаратурных ресурсов;

к) разработан отчет о патентных исследованиях.

Полученные результаты полностью соответствуют требованиям технического задания и плана-графика.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на 1 этапе исполненными надлежащим образом.

Основные результаты 2 этапа ПНИ:

1. Разработан комплекс моделей динамического поллинга для решения проблемы интерференции и оценки производительности базовой станции беспроводной сети, функционирующей в режиме точка-многоточка.
 
2. Разработаны методы и алгоритмы выбора архитектуры и оптимальных параметров беспроводной связи с использованием теории многофазных систем массового обслуживания.
 
3. Разработан программный комплекс для аналитического и имитационного моделирования.
 
4. Подготовлена заявка на получение свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и статьи в научно-технические журналы (совместно с индийскими партнерами).
 
5. Подведены итоги второго этапа, подготовлен промежуточный отчет о ПНИ.
 
6. Разработана программная документация на программный комплекс аналитического и имитационного моделирования.
 
Полученные результаты полностью соответствуют требованиям Технического задания, Плана-графика исполнения обязательств, требованиям по достижению значений показателей результативности, отчетная документация оформлена в надлежащем порядке.
 
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на 2 этапе исполненными надлежащим образом.
 
Основные результаты 3 этапа ПНИ:
 
1. Разработан комплекс математических моделей оценки стационарных и нестационарных характеристик резервируемых беспроводных каналов связи и методов их исследования с использованием многомерных альтернирующих случайных процессов.
 
2. Разработаны методы повышения производительности и надежности беспроводных радиоканалов связи, резервируемых атмосферными оптическими каналами.
 
3. Разработан программный комплекс для расчета надежности и производительности каналов связи и беспроводной сети в целом.
 
4. Разработаны программа и методика испытаний макета беспроводной сети вдоль протяженных магистралей.
 
5. Подведены итоги этапа, разработан промежуточный отчет о ПНИ.
 
6. Разработана программная документация на программный комплекс расчета надежности и производительности каналов связи и беспроводной сети в целом.
 
Полученные результаты полностью соответствуют требованиям Технического задания, Плана-графика исполнения обязательств, требованиям по достижению значений показателей результативности, отчетная документация оформлена в надлежащем порядке.
 
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на 3 этапе исполненными надлежащим образом.