Использование цифрового двойника здания для оценки эффективности беспроводных каналов передачи информации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Перфильев Александр Александрович

• Перфильев Александр Александрович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Перфильев Александр Александрович

Введение

ГЛАВА 1. Особенности беспроводных систем передачи информации

1.1 Классификация беспроводных систем связи

1.2 Сотовая связь

1.3 Спутниковые системы связи и навигации

1.4 Беспроводная сенсорная сеть

1.5 Концепция «интернет вещей»

1.6 Локальные беспроводные сети на основе технологии Wi-Fi

1.7 Основные проблемы передачи сигнала по беспроводным каналам

1.7.1 Потери передачи

1.7.2 Теневые зоны в приёмопередающем тракте

1.7.3 Многолучевое распространение сигналов и задержка данных

1.7.4 Внутриканальная интерференция

1.7.5 Распространение сигнала вне зоны прямой видимости

1.7.6 Особенности проблем передачи информации для видов связи

1.8 Концепция цифрового двойника

1.9 Выводы

ГЛАВА 2. Методы моделирования беспроводных каналов связи

2.1 Основные источники затухания сигнала в пространстве

2.1.1 Концепция потерь передачи для радиолинии

2.1.2 Влияние фидеров на затухание сигнала

2.1.3 Влияние приёмной и передающей антенны на уровнь сигнала

2.1.4 Затухание сигнала в свободном пространстве

2.1.5 Затухание сигнала в реальных радиолиниях

2.1.6 Изменение амплитуды сигнала вследствие явлений отражения и преломления

2.1.7 Изменение амплитуды сигнала вследствие явления дифракции

2.2 Модели распространения радиосигнала внутри зданий

2.3 Стохастические методы моделирования распространения сигнала

2.3.1 Метод «Linear Attenuation Model»

2.3.2 Метод «One slope model»

2.3.3 Метод «Motley and Keenan Model»

2.3.4 Метод «COST231»

2.3.5 Метод «ITU-R P.1238 Indoor model»

2.4 Детерминированные методы моделирования распространения сигнала

2.4.1 Методы моделирования на основе геометрической оптики

2.4.2 Метод конечных разностей во временной области (FDTD)

2.4.3 Метод моделирования преобладающего пути

2.5 Выводы

ГЛАВА 3. Создание цифрового двойника среды беспроводной передачи информации

3.1 Анализ методов моделирования

3.2 Метод моделирования «Shooting and bouncing rays»

3.3 Программное обеспечение для моделирования

3.4 Цифровой двойник среды распространения

3.5 Создание цифрового двойника

3.5.1 Создание антенн в модуле Aman

3.5.2 Создание среды распространения сигнала в модуле Wallman

3.5.3 Параметры для моделирования отражения и преломления сигнала

3.5.4 Моделирования дифракции на клиновидном препятствии

3.5.5 Моделирование рассеивания сигнала на шероховатых поверхностях

3.5.6 Особенности создания сложных стен с проемами

3.5.7 Описание мебели и фурнитуры внутри помещений

3.5.8 Модель среды распространения

3.5.9 Параметры моделирования в модуле Proman

3.6 Выводы

ГЛАВА 4. Верификация и исследование цифрового двойника

4.1 Результаты моделирования в модуле Proman

4.2 Верификация модели

4.2.1 Используемое контрольно-измерительное оборудование

4.2.2 Методика измерения уровня затухания сигнала

4.3 Результаты эксперимента

4.4 Прогностические свойства цифрового двойника

4.5 Преимущества и недостатки использования цифрового двойника

4.6 Выводы

Заключение

Список литературы

Приложение 1 Акт внедрения результатов работы.. Ошибка! Закладка не определена.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Использование цифрового двойника здания для оценки эффективности беспроводных каналов передачи информации»

Введение

Беспроводные каналы передачи информации за последнее десятилетие стали неотъемлемым атрибутом инфраструктуры городов. И если раньше это ассоциировалось в основном с мобильной телефонией, то сегодня такие технологии становятся основным способом формирования и корпоративных сетей в офисных и промышленных зданиях, что приводит к увеличению плотности устройств, использующих радиоканалы. Многообразие сценариев распространения сигнала внутри зданий осложняет задачу по обеспечению надежной и качественной зоны покрытия для беспроводных каналов связи. Отметим, что операторы сотовой связи активно работают в области расширения зон покрытия, публикуя данные о качестве связи на своих сайтах, но это относится к уровню сигнала вне зданий и помещений. Поэтому актуальными становятся задачи оптимизации параметров радиоканала и его режимов работы, а также расположения приёмопередающего оборудования внутри зданий.

Расчёт распространения радиосигналов внутри зданий представляет собой сложную задачу, обусловленную множеством факторов:

— условия распространения электромагнитных волн требуют глубокого анализа их взаимодействия с физическими преградами, учёта дифракции, отражения, преломления, рассеивания и затухания сигнала;

— динамично изменяющаяся среда распространения сигнала из-за перепланировки и перемещения мебели, воздуховодов, открывающихся окон и дверей;

— высокая конкуренция между устройствами за радиочастотные диапазоны и, как следствие, высокое влияние явления интерференции;

— влияние параметров окружающей среды на параметры радиоканала.

Моделирование беспроводных каналов связи предоставляет

возможность оценить их параметры без необходимости физического присутствия на каждом объекте и не требует дорогостоящего контрольно-измерительного оборудования, что существенно снижает затраты времени и

ресурсов. Современный подход к моделированию основывается на концепции цифровых двойников, которые являются комплексной виртуальной моделью, воспроизводящей реальные условия с заданной точностью.

Разработка цифрового двойника реальной среды распространения радиосигналов состоит из двух этапов. На первом определяется геометрия среды распространения. Информация может быть получена из технической документации, которая включает в себя паспорт здания, проектную документацию, планы бюро технической инвентаризации. Второй этап включает в себя задание диэлектрических свойств материалов, характеристик физических структур и объектов, влияющих на распространение радиоволн.

Открытым остается вопрос о том, какая модель распространения электромагнитных волн сможет обеспечить точность расчётов, необходимую для инженерного проектирования. Проведенные исследования позволили ответить на него - это метод трассировки и отражения лучей (Shooting and Bouncing Rays, SBR), который в сочетании с цифровым двойником, даст возможность оценить параметры беспроводных каналов передачи информации внутри зданий.

При наличии достаточно полных данных о среде распространения концепция цифрового двойника может использоваться автономно или сочетаться с методом прямых измерений.

Целью проводимых исследований является разработка методики создания цифрового двойника для численной оценки параметров беспроводных каналов передачи информации внутри зданий.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие основные задачи:

1) проведён анализ беспроводных систем передачи информации;

2) проанализировано влияния свойств строительных материалов и структур на распространение радиоволн внутри зданий;

3) проведено исследование методов моделирования распространения электромагнитных волн в сложных геометрических условиях, типичных для внутридомовых сред;

4) разработана методика оценки характеристик беспроводных каналов связи, основанная на использовании цифрового двойника реальной среды распространения сигнала;

5) разработан цифровой двойник одного из лабораторных корпусов НИУ МИЭТ и проведено моделирование распространения сигнала в нём;

6) проведены прямые измерения параметров беспроводного сигнала при помощи контрольно-измерительного оборудования внутри здания, для которого был создан цифровой двойник;

7) путем сравнения результатов прямых измерений и моделирования доказана практическая применимость представленной методики для оценки эффективности беспроводных каналов передачи информации внутри зданий.

Объектом исследования являются методы оценки эффективности беспроводных систем передачи информации внутри зданий.

Предмет исследования составляет методика построения цифрового двойника среды распространения радиосигналов, позволяющего оценивать характеристики каналов связи внутри зданий.

Методы исследования. Для решения поставленных вопросов в работе используются положения теории электромагнетизма, методы системного анализа, инструментарий среды моделирования Altair Feko и пакет прикладных программ MatLab. Оценка результатов моделирования проводилась с использованием аттестованного контрольно-измерительного оборудования: анализатор спектра FSV13, генератор сигналов Rohde & Schwarz SMB100A, антенны П6-59 и HE300 module 3.

Научная новизна результатов исследований заключается в следующем:

1. Предложена методология создания цифрового двойника прототипа здания для оценки характеристик беспроводных каналов передачи

информации внутри него, устраняющая необходимость исследования реального радиоканала. Такой подход обеспечивает значительное сокращение затрат и сроков проектирования беспроводных каналов внутри зданий, способствует повышению качества обслуживания пользователей.

2. Обосновано, что использование изотропного излучателя при создании цифрового двойника, значительно упрощает процесс моделирования и обработку результатов, поскольку потери передачи зависят от среды распространения сигнала, а не от параметров конкретного приёмопередающего тракта.

3. Проведено сравнение результатов, полученных с использованием метода прямых измерений с результатами моделирования беспроводных каналов передачи информации внутри зданий, которое показало высокую степень совпадения результатов. Это подтверждает возможность практического использования математических моделей для оценки характеристик беспроводных каналов передачи информации.

4. Обоснована применимость метода геометрической оптики (SBR) и его совместимость с концепцией цифрового двойника для решения задачи анализа распространения радиоволн внутри зданий.

Практическая значимость результатов исследований заключается в том, что представленная методика создания цифрового двойника позволяет значительно снизить время оценки параметров и характеристик беспроводных каналов передачи информации внутри зданий на всем жизненном цикле объекта с точностью порядка 5%, достаточной для инженерного проектирования. Параметры модели базируются на использовании технической документации объекта, что исключает необходимость проведения дополнительных измерений и использование дорогостоящей контрольно-измерительной аппаратуры. Кроме того, цифровой двойник позволяет не только прогнозировать параметры радиоканала при внесении изменений в конструктивные элементы зданий, но

и оценивать эффективность пассивных средств защиты от утечки информации.

Достоверность полученных результатов и выводов.

Достоверность выдвинутых в диссертации положений и сделанных выводов опирается на корректное использование теоретических методов, подтверждается совпадением результатов проведённого моделирования и реальных измерений параметров радиоканала.

Внедрение результатов исследований.

Разработанная в диссертации методология создания цифрового двойника использована в Акционерном обществе «Зеленоградский инновационно-технологический центр» и в Акционерном обществе «Завод Протон» для оценки эффективности пассивных средств защиты от утечки информации, передаваемой по беспроводным каналам связи. Акт внедрения представлен в приложении.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика оценки характеристик беспроводных каналов связи, основанная на использовании цифрового двойника реальной среды распространения сигнала внутри зданий.

2. Обоснование применимости метода геометрической оптики (SBR) для моделирования распространения радиоволн внутри зданий, представленных в форме цифрового двойника.

3. План проведения прямых измерений параметров радиоканала для оценки точности разработанной модели и результаты его использования для валидации цифровой модели здания.

Апробация работы. Результаты диссертационных исследований были представлены и обсуждались на следующих научных конференциях:

1. XXXI Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Микроэлектроника и информатика-2024», МИЭТ, 2024.

2. III научно-практическая конференция с международным участием «Актуальные проблемы информатизации в цифровой экономике и научных исследованиях - 2022», МИЭТ, 2022.

3. X Международная научно-практическая конференция «Глобальные научные тенденции: интеграция и инновации», 2025.

4. Международная научно-практическая конференция «Развитие современной науки и технологий в условиях трансформационных процессов», 2025.

5. II Международная научно-практическая конференция «Новые тенденции в науке, обществе и технике», 2025.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 публикации в журналах, включенных в перечень изданий, рекомендуемых ВАК, 6 статей в журналах, включённых в систему цитирования РИНЦ, 2 тезиса докладов в сборниках трудов конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы из 147 наименований и приложений. Объём диссертации составляет 148 страниц, включая 60 рисунков и 23 таблицы.

ГЛАВА 1. Особенности беспроводных систем передачи информации

Существует класс инженерских задач, связанных с каналами передачи информации, которые не целесообразно решать при помощи проводных сетей. К таким задачам можно отнести, как и создание инфраструктуры обработки информации без привязки абонентов к конкретной точке пространства, так и специализированные системы, где требуется простота подключения пользовательских устройств.

Вот некоторые примеры таких задач:

- Беспроводной доступ в локальные вычислительные сети и сети общего пользования. Беспроводные сети позволяют домам, телекоммуникационным сетям и корпоративным установкам избегать дорогостоящего процесса прокладки кабелей в здание или соединения между различными местоположениями оборудования и создавать сети под свои собственные нужды, исходя из количества абонентов и требуемой пропускной способности сети.

- Организация высоконагруженных сетей связи с большим количеством абонентов. Современные технологии обмена информацией между людьми во многом завязаны на беспроводных каналах. Используя сотовую связь, любой человек внутри зоны покрытия имеет доступ к информационным ресурсам без необходимости находится в одной точке пространства.

- Системы позиционирования для обеспечения возможности навигации. Существуют решения спутниковых систем: ГЛОНАСС и GPS. Система спутников ГЛОНАСС построена так, что в каждой точке Земли и околоземного пространства одновременно наблюдаются не менее четырех спутников [1]. Их взаимное расположение обеспечивает необходимую точность определения координат и 100% покрытие территории Российской Федерации [2].

- Системы обеспечения безопасности здания или территории, состоящие из миниатюрных датчиков и контроллеров без наличия проводных линий, что делает их малозаметными. Это повышает эффективность работы сигнализации. Отсутствие проводов увеличивает мобильность охранных систем.

- Беспроводные сенсорные сети (WSN), которые относятся к группе пространственно-распределенных и специализированных сетей на основе датчиков для мониторинга и записи физических условий окружающей среды и организации собранных данных в одном узле [3]. Подобная структура беспроводных сетей может собирать различную информацию (влажность, температуру, давление и прочее) при помощи большого количества оконечных устройств. Их расположение может динамически изменяться во времени или эксплуатироваться в условиях, где использование проводных каналов передачи данных нежелательно в силу внешних факторов (под водой или под землёй) [4, 5].

- Концепция «Интернет вещей» (!оТ), которая кардинально изменяет способ взаимодействия людей и устройств в повседневной жизни, позволяя создавать умные экосистемы, интегрирующие различные технологии для повышения удобства, безопасности и эффективности. По некоторым прогнозам, к 2030 году количество ^Т-сетях достигнет значений в 25 миллиардов [6]. Объединить подобное количество устройств при помощи проводных сетей экономически нецелесообразно и увеличит стоимость устройств и их обслуживания.

- Индивидуальное медицинское диагностическое оборудование представляет собой важный шаг к персонализированной медицине, позволяя пациентам получать высококачественные медицинские услуги прямо в домашних условиях. Такие устройства обеспечивают возможность раннего обнаружения заболеваний и постоянного мониторинга состояния пациента. Это способствует не только улучшению качества жизни, но и снижению нагрузки на медицинские учреждения. Стандартная методика проведения

медицинских исследований предусматривает использование проводных датчиков. Во многих системах мониторинга электрод или датчик выполняет функцию получения информации, а её обработка осуществляется на вычислительном блоке с монитором. Мобильность пациента можно качественно увеличить, объединив обрабатывающий блок и датчик в одно законченное устройство. Новейшие разработки беспроводной передачи данных позволили организовать мониторинг пациента, который не ограничивает передвижение пациента и не уступает в надежности проводным системам [7, 8].

1.1 Классификация беспроводных систем связи

Существует большое количество классификаций беспроводных систем передачи информации. Одна из наиболее естественных - классификация по размеру зоны покрытия, представленная на рисунке 1 [9]. Расстояния номинальные, поскольку не учитывают реальные условия распространения сигнала. Часть стандартов может относится к разным размерам сетей.

NFC RFID Bluetooth Thread Z-Wave ZigBee 802.11 Wi-SUN ZigBee-NAN SECAM Радиовещание 2G/3G/4G/5G GPS/ГЛОНАСС

Малый радиус действия Беспроводная персональная сеть (WPAN) Бес проводная локальная Сеть Беспроводная сеть масштаба города (WMAN) Глобальная беспроводная Сеть (WWAN)

-<10 см-►

-10-100 м-►

-100-1000 м-►

-1-50 км-►

-> 50км-►

Рисунок 1 - Классификация стандартов беспроводной связи 1. Персональные сети - сети (системы) радиусом действия от сантиметров до нескольких метров. Используются для связи периферии в пределах рабочего места или устройства. Малый радиус действия является

следствием малого энергопотребления. Не требуют сложной инфраструктуры для поддержки и могут быть развернуты абонентом самостоятельно. Наиболее используемыми представителями среди протоколов являются -Bluetooth и ZigBee [10, 11].

2. Локальные сети - сети, радиус действий которых составляет от нескольких метров до нескольких сот метров. Подобная инфраструктура подразумевает использование дополнительного оборудования (маршрутизаторы, балансировщики нагрузки, репитеры и прочее). Эту технологию применяют для построения сети в пределах одной пространственной зоны (квартира, офис, здание, метро). Для обеспечения электромагнитной совместимости используемого оборудования имеют ограничение сверху на уровень мощности передатчика. Наиболее используемыми представителями среди протоколов являются - IEEE 802.11 (технология Wi-Fi) [12].

3. Сети городского масштаба - беспроводные сети, которые используются в пределах крупного участка территории (обычно, города). Наиболее часто встречаемыми среди них являются телевещание и радиовещание. Также к этой категории относятся сети широкополосного доступа WiMAX (семейства стандартов IEEE 802.16) [13]. В силу своих особенностей, использование подобных технологий требует обязательной сертификации. В настоящее время стандарты городского масштаба активно вытесняются провайдерами интернета и операторами глобальных сетей.

4. Глобальные сети. К ним относятся такие сети связи, которые охватывают всю Землю. Обычно к ним относят спутниковые каналы. С некоторым допущением, к глобальной сети можно также отнести сотовую связь (на уровне подсистемы базовых станций, которые при поддержке роуминга покрывают большую часть населенных пунктов) и сеть Интернет (на уровне протоколов маршрутизации внешнего шлюза) [14,15]. Подлежат обязательной сертификации. Зачастую имеют высокую мощность на передачу сигнала. К примеру, спутники GPS в зависимости от реализации

передают сигнал мощностью от 50 до 240 Вт [16]. Глобальные сети имеют наибольшую зону покрытия по этой классификации.

Отдельно стоит отметить условно беспроводную передачу данных малого радиуса действия (на расстоянии ~10 см) [17].

1.2 Сотовая связь

Основная идея сотовой связи заключается в предоставлении множеству мобильных объектов доступа к единой абонентской сети. Мобильные объекты - это наземные средства передачи информационных потоков или человек, имеющий мобильный абонентский пункт [18]. Физически это реализовано через пространственно разнесённые приёмопередатчики (базовые станции), обеспечивающих доступ абонентов к единой сети, и коммутирующего оборудования, осуществляющее связь между базовыми станциями. Зоны покрытия каждой точки доступа образуют ячейки, которые иначе называют сотой. Расположение базовых станций проектируется с перекрытием сот от соседних станций в целях недопущения образования зон без покрытия связи [19].

В целях уменьшения негативных последствий явления интерференции в стандартах сотовой связи заложено разнесение рядом стоящих базовых станций по частотным диапазонам (рисунок 2).

Рисунок 2 - Принцип разнесения частот по сотам мобильной связи В зависимости от поколения мобильной связи и параметров местности, базовые станции имеют разные параметры беспроводного канала. Даже

внутри одного поколения есть разные частотные диапазоны. При проектировании сетей необходимо учитывать, какой параметр важнее: дальность зоны покрытия или количество абонентов/пропускная способность канала.

При теоретическом планировании сотовой связи ячейки обычно имеют шестиугольную форму. Однако на практике распространение по неровной местности и наличие естественных и искусственных преград приводит к совершенно разным формам и размерам ячеек. Форма определяется не только потерями на трассе распространения полезного сигнала, но и уровнями помех от других ячеек. Размер ячеек можно регулировать уровнем мощности сигнала на базовой станции.

Преимущество сотовой связи заключается в широкой номенклатуре подключаемого оборудования и наличии обратной совместимости: базовые станции предыдущих поколений через специальные интерфейсы имеют подключение к абонентам других поколений сотовой связи, что показано на рисунке 3.

КБС

БС ЗС

Рисунок 3 - Структурная схема сети мобильной связи

Концепция сотовой связи была разработана в 1947 году, однако, была реализована в коммерческом сегменте только 1970-ых годах в Японии [20]. В России сотовая связь начала внедряться в 1990 г., до этого в стране были лишь стационарные аппараты [21]. В 1997 г. общее число абонентов в России оценивалось около 300 000 человек [22]. По данным Росстата количество абонентских устройств мобильной связи на конец 2022 года составило 315.1 млн единиц при оценке населения Российской Федерации за этот период в 146.2 млн [23]. Ещё одним драйвером развития мобильной связи является увеличение устройств, использующих межмашинное взаимодействие на основе мобильной связи (рисунке 4).

Абонентские устройства в РФ

350,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00

■ кол-ва

■ 2g

■ 4g

2g,3g4g

Рисунок 4 - Количество абонентов сетей за 2023 год [23] Параметры современной мобильной связи задаются открытыми стандартами используемой связи. Таким образом, достигается возможность устройств разных производителей работать внутри одной сети. Поколения мобильной связи традиционно разграничивают на поколения. Первое поколение морально устарело и не используется. Среди второго поколения в России из всего семейства стандартов распространение получил GSM. Для цифровых стандартов сотовой связи 2G характерно чистое звучание без помех, которое лишь немного искажает тембр и интонационный оттенок речи [24, 25]. При передаче данных в стандарте используется шифрование, недостаточное при эксплуатации в современных условиях [26]. Уровень сигнала от базовой станции может варьироваться, но обычно принимает

2010 2019 2020 2021 2022

237,70 309,60 304,20 321,60 315,10

232,80 63,00 63,60 67,00 68,30

27,00 32,10 32,70 33,00

239,S0 233,10 246,60 245,30

значения ниже 25 Вт. Это связано с максимально допустимым уровнем излучения в диапазоне частот от 300 МГц до 2400 МГц — 10,0 мкВт/см [27]. Качество связи зависит не только от уровня мощности сигнала базовой станции, но и от мощности передатчика внутри приёмного устройства. Максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов стандарта GSM-1800 — 1 Вт (класс 1), у GSM-900 — 2 Вт (класс 4) [28].

Третье поколение (30) использует улучшенные технологии обмена данными между телефоном абонента и базовой станцией для широкополосного доступа в интернет. Главным отличием от второго поколения является поддержка пакетной передачи данных. При помощи пакетов передается вся информация кроме речи. Третье поколение сотовой связи использует для передачи данных частоты 900 и 2100 МГц. Максимально допустимый уровень мощности сигнала абонентского устройства определён в 0.25 Вт (класс 3) [29].

Сеть четвертого поколения (ЬТЕ) целиком основаны на пакетной передаче данных вне зависимости от типа передаваемой информации. Это нововведение упростило и удешевило процесс внедрения LTE при увеличенной пропускной способности сети. К недостаткам можно отнести сложности с обратной совместимостью стандартов и пересекаемые диапазоны частот. В Российской Федерации четвертое поколение сети работает на частотах: 800, 1800 и 2600 МГц, максимальная мощность абонентского устройства составляет 0.2 Вт (класс 3) [30].

Следующее поколение развития мобильной связи обеспечивает большую скорость обмена информацией из-за использования высоких частот (5 ГГц). Затухание сигнала на такой частоте в физических преградах не позволяет поддерживать связь на таких же расстояниях, что и четвертое поколение, поэтому номинальный размер сот пятого поколения значительно меньше. Малый размер ячеек и вносимое затухание физическими объектами базовых станций приводит к необходимости размещения базовых станций внутри зданий.

1.3 Спутниковые системы связи и навигации

Спутниковые системы передачи информации находят свое применение в двух направлениях: спутниковая телефонная связь и системы позиционирования. Спутниковая телефонная связь используется в условиях, где сотовая связь невозможна. Системы позиционирования в повседневной жизни используются повсеместно.

Концепция спутниковой связи появилась в 1950-е годы во времена запуска первого искусственного спутника. Физический принцип, лежащий в основе данного вида связи, заключается в смещении частоты из-за движения спутника вокруг орбиты. Таким образом, из-за наличия связи между координатами на Земле и положением/скоростью спутника можно измерить тот параметр, значение которого неизвестно.

Официально начало работ по созданию ГЛОНАСС было положено в декабре 1976 года. 7 декабря 2015 года было объявлено о завершении создания системы ГЛОНАСС [31].

В настоящее время существуют четыре глобальные навигационные системы связи (ГССН) и несколько региональных. К глобальным системам относятся:

• ГЛОНАСС (Российская Федерация);

• GPS (США);

• Beidou (Китай);

• Galileo (Европейский Союз) [32].

Основным преимуществом спутниковых систем позиционирования является их глобальное покрытие и отсутствие обратной связи со спутником. Спутники ГНСС непрерывно транслируют навигационное сообщение. Приёмник, находящийся на открытом пространстве, одновременно находится в зоне прямой видимости для нескольких спутников. Проектируются ГНСС таким образом, чтоб в каждый момент времени для каждой точки пространства внутри зоны покрытия количество видимых спутников соответствовало минимально допустимому количеству по спецификации

системы. К примеру, для любой точки пространства в глобальной системе ГЛОНАСС прямая видимость есть для четырёх спутников минимум (рисунок 5).

11 0.0№55 «яЫ1Ну, е1«гаЛюп»5 ', 2024-07-22 10:00 ЦТС

¿3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1В 14 15 з16

Рисунок 5 - Карта покрытия спутников ГЛОНАСС [33] ГНСС обычно состоит из трех сегментов: космического сегмента, сегмента управления и сегмента пользователя (рисунок 6) [34]. Также отдельно стоит учесть и пользовательский наземный сегмент (к примеру, базовые станции ГЛОНАСС) [35].

Рисунок 6 - Схема взаимодействия между сегментами ГНСС Преимуществом российской системы является лучший охват в полярных регионах - благодаря большему углу наклона орбиты навигационных спутников.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Перфильев Александр Александрович, 2026 год

Список литературы

1. Киселев А. Система ГЛОНАСС: особенности, история, применение // Век качества, 2011, №2, с. 46-48.

2. Петров А. И. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / А. И. Петров, В. Н. Харисов. - Москва: Радиотехника, 2010, 800с.

3. Мальцева Н. С. Анализ способов построения беспроводных сенсорных сетей / Н. С. Мальцева, А. Д. Зубова, И. Н. Марышева // Инженерно-строительный вестник Прикаспия, 2018, №2(24), с. 31-36.

4. Akyildiz, I. Underwater Acoustic Sensor Networks: Research Challenges. / I. Akyildiz, D. Pompili, T. Vtlodia // Ad Hoc Networks, 2005, №3, c. 257-279.

5. Abdul, S. EM-Based Wireless Underground Sensor Networks / A. Salam, M. C. Vuran // Underground Sensing: Monitoring and Hazard Detection for Environment and Infrastructure, 2018, №5, c. 247-285.

6. Statista: [сайт]. - URL: https://www.statista.com/statistics/1183457/io t-connected-devices-worldwide (дата обращения: 05.01.2025).

7. Мур К. Упрощение процессов медицинских измерений с использованием беспроводных датчиков / К. Мур, И. Чудовский // Беспроводные технологии, 2006, № 2(3), c. 53-56.

8. Горлов Н.С. Разработка портативной системы длительного кардиомониторирования на основе емкостных биосенсоров и эластичных межсоединений / Н. С. Горлов, Д. В. Вертянов, С. П. Тимошенков [и др.] // Известия высших учебных заведений. Электроника, 2024, Т. 29, № 2, c. 210222. - DOI 10.24151/1561-5405-2024-29-2-210-222.

9. Коптев Д. С. Сравнительный анализ наиболее перспективных стандартов беспроводных сетей связи / Д. С. Коптев, А. Н. Щитов, А. Н. Шевцов // Международный журнал гуманитарных и естественных наук, 2016, № 1-3, c. 185-191.

10. IEEE 802.15.4-2020. IEEE Standard for Low-Rate Wireless Networks / Институт инженеров электротехники и электроники. - 2024, 967 с.

11. Bluetooth v 5.3. Bluetooth Core Specification Revision: v5.3 / Bluetooth Special Interest Group. - 2021, 3085 с.

12. IEEE 802.11-2020. IEEE Standard for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between Systems - Local and Metropolitan Area Networks-Specific Requirements - Part 11, Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications / Институт инженеров электротехники и электроники. - 2021, 4379 с.

13. IEEE 802.16-2017. IEEE Standard for Air Interface for Broadband Wireless Access Systems / Институт инженеров электротехники и электроники. - 2018, 2726 с.

14. Qualcomm: [сайт]. - URL: https: //www. qualcomm. com/content/dam/qcommmartech/dmassets/documents/the _lte_standard_whitepaper_-_april_2014.pdf (дата обращения: 05.01.2025).

15. BGP-4. A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4). Протокол динамической маршрутизации / группа Network Working. - 2006, 103 с.

16. Steigenberger P. GPS and GLONASS Satellite Transmit Power: Update for IGS repro3 / P. Steigenberger, S. Thoelert, O. Montenbruck // Technical Note. -2019, c. 1-5.

17. ISO/IEC 14443-1:2018. Cards and security devices for personal identification — Contactless proximity objects / подкомитет ISO/IEC JTC 1/SC

17. - 2018, 11 с.

18. Катунин Г. П. Телекоммуникационные системы и сети, учебное пособие, в 3 томах, том 2 / Г. П. Катунин, Г. В. Мамчев, В. Н. Попантонопуло [и др.]. - Москва: Горячая линия-Телеком, 2014, 672 с.

19. Смирнов К. А. Структура автоматизированной системы частотно-территориального планирования сетей транкинговой радиосвязи специального назначения / К. А. Смирнов, А. В. Голубинцев // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. - 2011, Т. 3, № 2, c. 16-18.

20. Дричиц Т. Ф. История развития сотовой связи / Т. Ф. Дричиц, Е. И. Германович // Актуальные проблемы энергетики: материалы 74-й научно-технической конференции студентов и аспирантов, Белорусский национальный технический университет. - Минск: БНТУ, 2018, c. 590-593.

21. История сотовой связи в России / РИА Новости: [сайт]. - URL: https://ria.ru/20110909/433050639.html (дата обращения: 05.01.2025).

22. Дмитриев К. В. Особенности развития отрасли сотовой связи / К. В. Дмитриев, Е. С. Силова // Вестник Челябинского государственного университета, 2021, № 6(452), c. 233-241. - DOI 10.47475/1994-2796-202110627.

23. Бобылев С.Н. Российский статистический ежегодник. 2023 / С.Н. Бобылев. - Москва, Росстат, 2023, 701с.

24. Бурняшов А. Р. Особенности проектирования встроенных систем на основе GSM-модемов / А. Р. Бурняшов // Ползуновский вестник, 2013, № 2, c. 116-119.

25. ГОСТ Р 51061-97. Системы низкоскоростной передачи речи по цифровым каналам / Министерство связи Российской Федерации. - Москва: ИПК Издательство стандартов, 1997. - 24 с.

26. Pagliusi P.S. A Contemporary Foreword on GSM Security / P. S. Pagliusi // InfraSec '02, 2002, c. 129-144.

27. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи / КонсультантПлюс: [сайт]. - URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_41563 (дата обращения 05.01.2025).

28. Recommendation GSM 05.02 / технический комитет ETSI. - 1995, 37 с.

29. 3G UE Transmit power classes and changes to S4.01A / подразделение T-Mobile. - 1999, 3 с.

30. ETSI TS 136 101. LTE. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA), User Equipment (UE) radio transmission and reception / технический комитет ETSI. - 2017, 1371 с.

31. Разработчики объявили о завершении создания ГЛОНАСС / Лента: [сайт]. - URL: https://lenta.ru/news/2015/12/07/glonass/ (дата обращения: 05.01.2025).

32. Матвеев А. А. Обзор технических средств и методов спутниковой навигации судов / А. А. Матвеев, В. Н. Кузнецов, В. Д. Гаскаров // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. - 2016, № 1(35), c. 207-214. - DOI 10.21821/2309-5180-2016-8-1207-214.

33. Прикладной потребительский центр / ГЛОНАСС: [сайт]. - URL: https://glonass-iac.ru/glonass/technical/ (дата обращения 22.07.2024).

34. Lindner T. Exploitation of Public and Private WiFi Coverage for New Business Models / T. Lindner, L. Fritsch, K. Plank [и др.] // IFIP International Federation for Information Processing. - 2004, №136, c. 3-8.

35. Карпик А. П. Обзор состояния использования и развития сетей референцных станций на основе инфраструктуры ГЛОНАСС в России / А. П. Карпик, А. В. Дюбанов, О. В. Твердовский // Интерэкспо Гео-Сибирь. - 2012, Т. 1, № 1, c. 176-182.

36. Чернышевич, А. А. GPS и ГЛОНАСС / А. А. Чернышевич, Д. О. Барановский // Актуальные проблемы энергетики - 2016: материалы научно-технической конференции студентов и аспирантов (Минск, 2017). - Минск: БНТУ, 2017, c. 401-406.

37. Recommendation M.1787. Description of systems and networks in the radionavigation-satellite service (space-to-Earth and space-to-space) and technical characteristics of transmitting space stations operating in the bands 1164-1 215 MHz, 1215-1 300 MHz and 1559-1 610 MHz / The ITU Radiocommunication Sector. - 2024, 63 c.

38. Киричек Р. В. Эволюция исследований в области беспроводных сенсорных сетей / Р. В. Киричек, А. И. Парамонов, А. В. Прокопьев [и др.] // Информационные технологии и телекоммуникации. - 2014, Т. 2, № 4, c. 2941.

39. Виноградов Г. П. Система управления FUZZY SMART MOT WSN / Г. П. Виноградов, И. А. Конюхов // Гибридные и синергетические интеллектуальные системы: Материалы VI Всероссийской Поспеловской конференции с международным участием, Калининград, 27 июня - 01 2022 года. - Калининград: Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта, 2022, с. 339-346.

40. Савин И. Ю. Об оптимизации размещения сети датчиков интернета вещей на пахотных угодьях / И. Ю. Савин, Ю. И. Блохин // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева, 2022, № 110, с. 22-50.

41. Elijah O. An Overview of Internet of Things (IoT) and DataAnalytics in Agriculture: Benefits and Challenges / O. Elijah, T. A. Rahman, I. Orikumhi [и др.] // IEEE Internet of Things Journal, 2018, №99, с. 3758-3773.

42. Rossel, R. V. Soil sensing: A new paradigm for agriculture / R. V. Rossel, J. Bouma // Agricultural Systems. - 2016, №148, с. 71-74.

43. Гусс С. В. Гетерогенные сети с ячеистой топологией: технологии, моделирование, прототипирование сетевых устройств / С. В. Гусс // Математические структуры и моделирование. - 2023, № 3(67), с. 71-87. - DOI 10.24147/2222-8772.2023.3.71-87.

44. ZigBee Specification № 05-3474-21 / The ZigBee Alliance. - 2015, 565 с.

45. Quick Guide to IEEE 802.11 Activities / Институт инженеров электротехники и электроники. [сайт] - URL: https: //ieee802. org/11/QuickGuide_IEEE_802_WG_and_Activities. htm (дата обращения 06.01.2025).

46. Komarov M. System design and analysis of UAV-assisted BLE wireless sensor systems / M. Komarov, D. Moltchanov // Lecture Notes in Computer Science. - 2016, Vol. 9674, c. 284-296.

47. Росляков А. В. Интернет вещей / А. В Росляков, С. В Ваняшин, А. Ю Гребешков. - Самара: Изд-во ПГУТИ, 2015, 136 с.

48. Чернышенко: объем рынка интернета вещей в России превысил 34 млрд рублей / Ведомости: [сайт]. - URL: https://www.vedomosti.ru/technology/news/2024/04/26/1034402-chernishenko-obem (дата обращения 06.01.2025).

49. Суриков К. А. Платформы для разработки IoT-систем / К. А. Суриков // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. - 2022, № 3-2(66), с. 156-159.

50. Воронова В. А. Интернет вещей в России: особенности применения и возможности для развития экономики / В. А. Воронова, Т. В. Дианова // Вестник евразийской науки. - 2022, Т. 14, № 4, с. 15.

51. Спутниковые системы ГЛОНАСС / Автоглонасс [сайт]. - URL: https://avtoglonass.ru/ (дата обращения 06.01.2025).

52. Яндекс Навигатор / Яндекс [сайт]. - URL: https://yandex.ru/maps/ (дата обращения 06.01.2025).

53. Суриков К. А. Архитектура системы Интернета вещей / К. А. Суриков // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. - 2022, № 3-2(66), с. 152-155. - DOI 10.24412/2500-1000-2022-3-2-152-155.

54. WI-FI в метро: архитектура сети и подземные камни / Habr [сайт]. -URL: https://habr.com/ru/companies/maximatelecom/articles/332538/ (дата обращения 06.01.2025).

55. Как работает Wi-fi. Часть 1. История беспроводных сетей / Habr [сайт]. - URL: https://habr.com/ru/companies/timeweb/articles/672494/ (дата обращения 06.01.2025).

56. Патент № US5487069A США, Wireless Lan: №5487069 / O'Sullivan J. D., Daniels G. R., Percival T., Ostry D. I., Deane J. F. - 1996, 34 с.

57. Antennas and accessories for wireless networks / Interline [сайт]. -URL: https://interline.pl/Information-and-Tips/Wi-Fi-4-5-6-6E-7-802.11-n-ac-ax-be (дата обращения 06.01.2025).

58. Решение №07-20-03-001 Государственной комиссии по радиочастотам при министерстве информационных технологий и связи российской федерации о выделении полос радиочастот устройствам малого радиуса действия от 7.05.2007 / КонсультантПлюс: [сайт]. - URL: https://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?from=5279720&req=doc&rnd=sw1 61w&base=EXP&n=834025#Fh1z7ZUUIDa0rwI9 (дата обращения 06.01.2025).

59. IEEE 802.11n-2009: рабочая группа 802.11 WG - Wireless LAN Working Group / стандарт Института инженеров электротехники и электроники. -2010, 560 с.

60. Кравченко В. В. Методика расчета влияния влажности на относительную диэлектрическую проницаемость воздуха / В. В. Кравченко // Волновая электроника и инфокоммуникационные системы: Материалы XXV Международной научной конференции, Санкт-Петербург, 30 мая - 03 2022 года. Том Часть 2. - Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2022, c. 156-160.

61. Friis H. T. A Note on a Simple Transmission Formula / H. T. Friis // Proceedings of the IRE. - 1946, №34, c. 254-256.

62. Cotton S. L. Reconfigurable intelligent edges: Illuminating the shadow region in wireless networks / S. L. Cotton, M. A. B. Abbasi, G. G. Machado [и др.] // IEEE Access. - 2022, №10, c. 101732-101748.

63. Гуринов А. В. О принципах многолучевого распространения сигнала в сетях wi-fi / А. В. Гуринов, А. А. Воронов // Молодежь и наука: шаг к успеху: Сборник научных статей 6-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок молодых ученых. В 3-х томах, Курск, 22-23 марта 2022 года. - Курск: Юго-Западный государственный университет, 2022, c. 3235.

64. Wang C. Received Signal Strength Characterization in Mixed LOS and NLOS Environments / C. Wang, J. He, W. Xiong [и др.] // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. - 2024, №99, c. 1-9.

65. Wang H. Digital Twin Channel for 6G: Concepts, Architectures and Potential Applications / H. Wang, J. Zhang, G. Nie [и др.] // Journal Of Latex Class Files. - 2021, №14(8), 7 с.

66. Гольдштейн А. Цифровой двойник для управления сетью связи / А. Гольдштейн, С. Кисляков // Вестник Связи. - 2021, №7, С. 27-32.

67. Recommendation ITU-R P.341-7. The concept of transmission loss for radio links / ITU Radiocommunication Sector. - 2019, 9 с.

68. Рекомендация МСЭ-R P.525-5. Расчет ослабления в свободном пространстве / Сектор радиосвязи МСЭ-Р. - 2024, 6 с.

69. Su D. Theory and Methods of Quantification Design on System-Level Electromagnetic Compatibility / D. Su, S. Xie, F. Dai [и др.] - Пекин: National Defense Industry Press, 2019, 346 с.

70. Шевченко С. С. Расчет физических характеристик изотропного излучателя в однородной безграничной среде / С. С. Шевченко, И. В. Костин,

Л. И. Нилова [и др.] // Естественные и математические науки в современном мире. - 2013, № 13, c. 85-97.

71. Колотыгин С. А. Калибровка измерительных антенн на близких расстояниях / С. А. Колотыгин // Альманах современной метрологии. - 2018, № 16, c. 107-119.

72. Mclean J. Interpreting Antenna Performance Parameters for EMC Applications / J. Mclean, R. Sutton and R. Hoffman // TDK RF Solutions - 2002. -URL: https://www.tdkrfsolutions.tdk.com/ images/uploads/brochures/ant nna_paper_part2.pdf (дата обращения: 06.01.2025).

73. Johnson R. Antenna Engineering Handbook / R. Johnson, H. Jasik - Нью-Йорк: McGraw Hills inc. - 1984, 1408 c.

74. Haines E. An Introduction to Ray Tracing (The Morgan Kaufmann Series in Computer Graphics) / E. Haines, P. Hanrahan, R. L. Cook - Нью-Йорк: Academic Press. - 1989, 327 с.

75. Колпачев А. Б. Волновая оптика. Дифракция и дисперсия света / А.Б. Колпачев, О.В Колпачева - Ростов-на-Дону: издательство Южного федерального университета. - 2017, 99 с.

76. Рекомендация МСЭ-R P.2040-3. Влияние строительных материалов и структур на распространение радиоволн на частотах выше приблизительно 100 МГц / Сектор радиосвязи МСЭ-Р. - 2023, 27 с.

77. Рекомендация МСЭ-R P.526-15. Распространение радиоволн за счет дифракции / Сектор радиосвязи МСЭ-Р. - 2019, 46 с.

78. Zvanovec S. Wireless LAN Networks Design: Site Survey or Propagation Modeling? / S. Zvanovec, P. Pechac, M. Klepal // Radioengineering. - 2003, №12(4), с. 42-49.

79. Alhamoud A. Empirical Investigation of the Effect of the Door's State on Received Signal Strength in Indoor Environments At 2.4 GHz / A. Alhamoud, M. Kreger, H. Afifi // Nils Aschenbruck, Salil Kanhere, Kemal Akkaya: Proceedings of the 10th IEEE International Workshop on Performance and Management of Wireless and Mobile Networks (IEEE P2MNET 2014). - 2014, c. 652-657.

80. Devasirvathan D. M. J. Multi-Frequency Propagation Measurements And Models In A Large Metropolitan Commercial Building For Personal Communications. / D. M. J. Devasirvathan // IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications. - 1991, c. 98-103.

81. Retscher G. Indoor positioning using wi-fi lateration Comparison of two common range conversion models with two novel differential approaches / G.

Retscher, T. Tatschl // Fourth International Conference on Ubiquitous Positioning, Indoor Navigation and Location Based Services (UPINLBS). - 2016, c. 1-10.

82. Zvanovec S. Results of indoor propagation mea surement campaign for WLAN systems operating in 2.4 GHz ISM band / S. Zvanovec, M. Valek, P. Pechac // Twelfth International Conference on Antennas and Propagation, (ICAP 2003). - 2003, №1, c. 63-66.

83. Alexander S. Cordless communication within buildings: Results of measurements at 900 MHz and 60 GHz / S. Alexander, G. Pugliese // Br. Telecommun.Technol. - 1983, №1, c. 99-105.

84. One Slope Model (Modified Free Space Model) / Altair Engineering [сайт] URL: https://2021.help.altair.com/2021/winprop/topics/winprop/user_guide /proman/propagation_models/indoor_empirical_models_one_slope.htm (дата обращения 07.01.2025).

85. Keenan J. Radio coverage in buildings / J. Keenan, A. Motley // Br. Telecommun. Technol. - 1990, №8, c. 19-24.

86. Lima A.G. Motley-keenan model adjusted to the thickness of the wall / A. G. Lima, L. F. Menezes // IEEE MTT-S International Conference on Microwave and Optoelectronics. - 2005, c. 180-182.

87. Pedersen G. F. COST 231-Digital Mobile Radio Towards Future Generation Systems / G. F. Pedersen // European Commission. - 1999, 474 c.

88. Рекомендация МСЭ-R P. 1238-12. Данные о распространении радиоволн и методы прогнозирования для планирования систем радиосвязи внутри помещений и локальных зоновых радиосетей в диапазоне частот 300 МГц -450 ГГц / Сектор радиосвязи МСЭ-Р. - 2023, 33 с.

89. Wang Y. A hybrid technique based on combining ray tracing and FDTD methods for site-specific modeling of indoor radio wave propagation / Y. Wang, S. Safavi-Naeini, S.K. Chaudhuri // IEEE Trans. Antennas and Propagation. - 2000, №48 (5), c. 743-754.

90. Арефьев А.С. Модели и методы трассировки лучей в среде MATLAB / А. С. Арефьев, А. А. Варыгин, Г. А. Фокин // 79-я Научно-техническая конференция Санкт-Петербургского НТО РЭС им. А.С. Попова. - 2024, c. 178-181.

91. Remley K.A. Improving the accuracy of ray tracing techniques for indoor propagation modeling / K. A. Remley, R. Anderson, A. Weisshar // IEEE Trans. Veh. Technol. - 2000, №49(6), с. 2350-2358.

92. Gschwendtner B. Ray Tracing vs. Ray Launching in 3-D Microcell modelling / B. Gschwendtner, G. Wolfle, B. Burk [и др.] // 1st European personal and mobile communications conference (EPMCC). - 1995, с. 74-79.

93. Lawton M.C. The application of a deterministic ray launching algorithm for the prediction of radio channel characteristics in small-cell environments / M.C. Lawton, J. McGeehan // IEEE Trans. Veh. Technol. - 1994, №43(4), с. 955-969.

94. Lee B. Indoor space-time propagation modelling using a ray launching technique / B. Lee, A. Nix, J. McGeehan // 11th International Conference on Antennas and Propagation (ICAP 2001). - 2001, №1, c. 279-283.

95. Dama, Y. MIMO indoor propagation prediction using 3D shoot-and-bounce ray (SBR) tracing technique for 2.4 GHz and 5 GHz / Y. Dama // Proceedings of the 5th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP). - 2011, c. 1655-1658.

96. Yun Z. Ray tracing for radio propagation modeling: principles and applications / Z. Yun, M.F. Iskander // IEEE Access 3. - 2015, c. 1089-1100.

97. Austin A.C.M. Modeling propagation in multifloor buildings using the FDTD method / A. C. M. Austin, M. J. Neve, G. B. Rowe // IEEE Trans. Antennas and Propagation. - 2011, №59(11), c. 4239-4246.

98. Pozar D. M. Microwave Engineering / D. M. Pozar - США, John Wiley & Sons, Inc, 2012, 756 с.

99. Wolfle G. Dominant path prediction model for indoor scenarios / G. Wolfle, R. Wahl, P. Wertz [и др.] // German Microwave Conference (GeMIC). - 2005, №27, c. 176-179.

100. Khrouf M.B. Indoor prediction of propagation using dominant path / M. B. Khrouf // 12th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems, 2005, c. 1-4.

101. Wolfle G. Field strength prediction with dominant paths and neural networks for indoor mobile communication / G. Wolfle, G. Wol, F. Landstorfer // MIOP 1997. - 1997, c. 216-220.

102. Zhao Y. Indoor Radio Propagation Model Based on Dominant Path / Y. Zhao, M. Li, F. Shi // International Journal of Communications Network and System Sciences. - 2010, №3, c. 330-337.

103. Taflove A. Computational electrodynamics: the finite-difference timedomain method. 2nd ed / A. Taflove, S. C. Hagness - Лондон: Artech House. -2000, 866 с.

104. Sun G. Suppression of numerical anisotropy and dispersion with optimized finite-difference time-domain methods / G. Sun, C. W. Trueman // IEEE Trans. Antennas Propag. - 2005, №53(12), c. 4121-4128.

105. Gorce J. M. FDTD based efficient 2D simulations of Indoor propagation for wireless LAN / J. M. Gorce, K. Runser, G. Roche. - 8 c.

106. Ling H. Shooting and bouncing rays: calculating the RCS of an arbitrarily shaped cavity / H. Ling, R.-C. Chou, S.-W. Lee // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 1989, №37(2), c. 194-205.

107. Matlab: [сайт]. - URL: https://www.mathworks.com/products/matlab.html (дата обращения 07.01.2025).

108. Atoll In-Building: [сайт]. - URL: https://www.forsk.com/atoll-inbuilding (дата обращения 07.01.2025).

109. Indoor RadioPlanner 2.0: [сайт]. - URL: https://www.ctt-group.ru/ (дата обращения 07.01.2025).

110. Altair Feko: [сайт]. - URL: https://altairengineering.fr/feko/ (дата обращения 07.01.2025). - Текст: электронный.

111. Remcom Wireless InSite: [сайт]. - URL: https://www.remcom.com/wireless-insite-propagation-software (дата обращения 07.01.2025).

112. Antenna Pattern Basics: Altair Engineering [сайт]. - URL: https://help.altair.com/winprop/topics/winprop/user_guide/aman/introduction/anten na_pattern_basic_winprop.htm (дата обращения 07.01.2025).

113. Wall Manager: Altair Engineering [сайт]. - URL: https://help.altair.com/winprop/topics/winprop/user_guide/wallman_tuman/intro_ wallman_winprop_c.htm (дата обращения 07.01.2025).

114. Rozhnov G.V. Electromagnetic scattering from statistically rough surfaces / G. V. Rozhnov // Zh. Eksp. Teor. Fiz. - 1988, №94, c. 50-62.

115. Ostertagova E. Modelling Using Polynomial Regression / E. Ostertagova // Procedia Engineering. - 2012, №48, c. 500-506.

116. Altair WinProp 2021. Scripting and API Reference Guide // Altair Engineering - 2021, 349 с.

117. Du X. Equivalence of knife-edge diffraction model and uniform geometrical theory of diffraction applying Fresnel approximation for an absorbing screen / X. Du, J. Takada // Electronics Letters. - 2023, №59(22).

118. Altair WinProp User guide / Altair Engineering [сайт]. - URL: https ://2021. help. altair. com/2021/winprop/pdfs/Altair_WinProp_User_Guide. pdf (дата обращения 07.01.2025).

119. Головинский П. А. Рассеяние оптического излучения шероховатой разномасштабной зеркальной поверхностью / П. А. Головинский, Д. К. Проскурин // Оптика и спектроскопия. - 2020, Т. 128, № 3, c. 407-415.

120. He X. D. A Comprehensive Physical Model for Light Reflection / X. D. He, K. E. Torrance, F. X. Sillion [и др.]. - SIGGRAPH'91 conference proceedings. -1991, №25, c. 175-186.

121. Chamberlain K. A. An Evaluation of Longley-Rice and GTD Propagation Models / K. A. Chamberlain, R. J. Luebbers // IEEE transactions on Antennas and Propagation. - 1982, №30 (6), c. 1093-1098.

122. СП 29.13330.2011. Полы / Департамент архитектуры, строительства и градостроительной политики. - Москва, 2011.

123. ГОСТ 10632-2014. Плиты древесно-стружечные. Технические условия / Технический комитет по стандартизации ТК 121 «Плиты древесные». -Москва: стандартинформ, 2014.

124. ГОСТ 379-2015. Кирпич, камни, блоки и плиты перегородочные силикатные. Общие технические условия / ООО ВНИИСТРОМ НЦК. -Москва, Стандартинформ, 2015.

125. СП 163.1325800.2014. Конструкции с применением гипсокартонных и гипсоволокнистых листов. Правила проектирования и монтажа / ОАО «ЦНИИпромзданий». - Москва, стандартинформ, 2014.

126. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. Том 1 / В. И. Анурьев - Москва: машиностроение. - 2006, 920 с.

127. Таблицы шероховатости металлов: Atissteel [сайт]. - URL: https://www.atissteel.ru/tablici-sherohovatosti-metallov (дата обращения 07.01.2025).

128. ГОСТ Р ИСО 4287-2014. Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры структуры поверхности /ООО «ЦИТО проект». - Москва, стандартинформ, 2015.

129. Create Doors, Windows and Other Subdivisions: [сайт]. - URL: https://help.altair.com/winprop/topics/winprop/user_guide/wallman_tuman/wallma n_usage/subdivisions_winprop.htm?Ы=subdivision(дата обращения 07.01.2025).

130. ГОСТ 530-2012. Кирпич и камень керамические. Общие технические условия / ООО «ВНИИСТРОМ НЦК». - Москва, стандартинформ, 2013.

131. ГОСТ 6266-97. Листы гипсокартонные. Технические условия / СП ТИГИ КНАУФ. - Москва, ГУП ЦПП, 1999.

132. ГОСТ 24866-2014. Стеклопакеты клееные. Технические условия /ОАО «Институт стекла». - Москва, Стандартинформ, 2015.

133. Types of Results / Altair Engineering [сайт]. - URL: https://help.altair.com/winprop/topics/winprop/user_guide/proman/results/proman_ results_type.htm (дата обращения 07.01.2025).

134. ГОСТ 30804.4.3-2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю. Требования и методы испытаний / ЗАО «Научно-испытательный центр «САМТЭС». - Москва, стандартинформ, 2014

135. Дьяконов В. П. Генерация и генераторы сигналов. Учебное пособие / В. П. Дьяконов. - Москва: ДМК Пресс, 2009, 384 с.

136. ГОСТ 13025.3-85. Мебель бытовая. Функциональные размеры столов / Государственный комитет СССР по стандартам. - Москва, стандартинформ, 2006.

137. Мешков И. Н. Электромагнитное поле. Часть 2. Электромагнитные волны и оптика / И. Н. Мешков, Б. В. Чириков. - Москва, Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2014, 416 с.

138. Зырянов Ю. Т. Основы радиотехнических систем: учебное пособие / Ю. Т. Зырянов, О. А. Белоусов, П. А. Федюнин. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО "ТГТУ", 2011, с.

139. R&S®FSV. Signal and Spectrum Analyzer / Rohde & Schwarz GmbH & Co, 2012, 346 с.

140. Раушер, К. Основы спектрального анализа / К. Раушер, Ф. Йанссен, Р. Минихолд, пер. Смольского С.М. - Москва, Горячая линия-Телеком, 2006, 224 с.

141. R&S®SMB100A microwave signal generator. Specifications / Rohde & Schwarz GmbH & Co, 2011, 25 с.

142. Антенна измерительная рупорная П6-59. Руководство по эксплуатации ИУШЯ.464653.005 РЭ / НПО Радар. - 2011, 18 с.

143. R&S®HE300 Активная направленная антенна от 9 кГц до 7,5 ГГц / Rohde & Schwarz GmbH & Co. - 2012, 19 с.

144. Инструкция. Антенны измерительные рупорные. П6-59М. Методика поверки. ИУШЯ.464653.022 МП / ГЦИ СИ ФБУ «ГНМЦ». - 2015, 6 с.

145. Willmott, C. J. Advantages of the mean absolute error (MAE) over the root mean square error (RMSE) in assessing average model performance / C. J. Willmott, K. Matsuura // Climate Research. - 2005, №30, c. 79-82.

146. IEEE Std 802.11b-1999 / рабочая группа 802.11 WG - Wireless LAN Working Group. - 1999, 96 с.

147. Kirmaz A. LOS/NLOS Classification Using Scenario-Dependent Unsupervised Machine Learning / A. Kirmaz, D. S. Michalopoulos, I. Balan [и др.] // EEE 32nd Annual International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC). - 2021, c. 1134-1140.

¿зитц

Приложение 1 Акт внедрения результатов работы

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ЗЕЛЕНОГРАДСКИЙ ИННОВАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР»

Юридический адрес: 124527, r. Москва, Зеленоград, Солнечная аллея, дом 8 Фактический адрес: 124527, r. Москва, Зеленоград, Солнечная аллея, дом 8

Тел/факс [phone] e-mail: [e-mail]

ИНН 7735088621/КПП 773501001 ОГРН 1027739612010 от25.11.2002г.

окпо 18324803 оквэд 72.19, 68.20 октмо 45927000

ОКФС 43 ОКОПФ 12267 ОКОГУ 4210014

Р/с 40702810900001444052 в АО «Райффайзенбанк» r. Москва К/с 30Ш1810200000000700, БИК 044525700

ТВЕР^ДАЮ ый директор АО «ЗИТЦ» )ртнов С.М./ ?враля 2025 г.

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы Перфильева Александра Александровича «Использование цифрового двойника здания для оценки эффективности беспроводных каналов передачи информации»

Настоящим актом подтверждается, что результаты диссертационной работы Перфильева Александра Александровича «Использование цифрового двойника здания для оценки эффективности беспроводных каналов передачи информации» внедрены в АО «ЗИТЦ».

При проведении работ по оценке защищённости объектов информатизации от утечки информации по техническим каналам возникает необходимость в оценке итогового уровня затуханий электромагнитных сигналов по периметру контролируемой зоны. Разработанный в диссертации Перфильева А.А. подход к созданию цифрового двойника объектов информатизации позволил прогнозировать уровень потерь сигнала максимально приближенно к реальным условиям распространения. Предложенная методика сократила время проведения аттестационных мероприятий на 10-15 %.

К достоинствам методики создания цифрового двойника, кроме её универсальности и высокого уровня достоверности итоговых результатов, следует отнести наглядную визуализацию данных по распределению уровней мощности в пространстве.

Концепция цифрового двойника позволяет определять потенциальные точки перехвата за границами контролируемой зоны при помощи моделирования, не прибегая к экспертному методу.

Начальник отдела по защите информации

А.С. Носов

АО «Завод ПРОТОН»

7735127119/773501001 124498, Россия, г. Москва, ОГрн 1037735024744

^ - . Г'ЛеЛпН0,ГРаДАлПЛл,Ш0КИНа, Д' 1, СТР' 6 Р/с 40702810800000228399

*/>ОТО* +7/495) 175-00-22 ПАО «Банк ПСБ» г. Москва [e-mail]_ БИК 044525555

" УТВЕР^^^"

эадьный директор ?авод ПРОТОН» /E.B. Ушаков./

-н**«—

февр^ 2025 г.

АКТ

внедрения результатов диссертационОго>й р!боты Перфильева Александра Александровича «Использование цифрового двойника здания для оценки эффективности беспроводных каналов передачи информации»

Настоящим актом подтверждается, что результаты диссертационной

работы Перфильева Александра Александровича «Использование цифрового двойника здания для оценки эффективности беспроводных каналов передачи информации» внедрены в АО «Завод ПРОТОН».

При проектировании беспроводных систем передачи информации на промышленных объектах возникает потребность в оценке уровня сигнала в зданиях, сочетающих производственные и административные помещения.

Использование концепции цифрового двойника на этапе подготовки проектной документации на реконструкцию здания завода позволило на ранних этапах проектирования, определить состав и оптимизировать размещение активного каналообразующего оборудования беспроводных систем передачи информации.

Преимуществами предложенной методики применения цифрового

двойника является её независимость от конкретных реализаций применяемых

стандартов связи, а также возможность использования строительной

документации на объекты.

Методика оценки эффективности беспроводных каналов передачи информации, предложенная Перфильевым А.А. может быть рекомендована для широкого использования.

Заместитель генерального директора по

качеству _____. БашкинМ.О.