В тематическом обзоре рассмотрены новые технологии мобильной связи, перспективы развития и применения искусственного интеллекта, влияние электромагнитного излучения и мобильных технологий на повседневную жизнь людей и др. Включены аннотированные описания электронных ресурсов и ссылки на полные тексты.
С полными текстами статей можно ознакомиться в зале информационно-справочной службы, комната 613, и в читальном зале периодических изданий, комната 614. Телефон для справок +375 17 226 61 88.
Горгадзе, С. Ф. Эффективность вариантов многостанционного доступа для сотовых сетей 5G и 6G [Электронный ресурс] / С. Ф. Горгадзе, А. В. Ермакова // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. – 2022. – Т. 14, № 2. – С. 19–26. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_49328661_29558083.pdf (дата обращения: 12.06.2023).
Внедрение сетей IMT2020 (5G) позволяет значительно улучшить характеристики мобильных систем связи предыдущих поколений в части усовершенствования широкополосного многостанционного доступа (eMBB – enhanced Mobile Broadband) и обеспечения сверхнадежной связи с низкой задержкой (ULLRC – Ultra Low Latency Reliable Communication). Приведен обзор и сравнительный анализ технологий многостанционного доступа для перспективных сетей мобильной связи, основу которых составляет OFDM. Рассмотрены общие принципы формирования и обработки сигналов при использовании вариантов сигналов с OFDM при использовании различных методов цифровой фильтрации поднесущих частот. При тех вариантах OFDM, когда может не использоваться циклический префикс (FBMC, UFMC), возможность увеличения скорости передачи информации является спорной, так как импульсные отклики фильтров, например при FBMC, значительно превосходят длительность информационных сигналов, что увеличивает межсимвольную интерференцию. Проведенный анализ общих принципов построения устройств формирования и обработки сигналов физического уровня для вариантов OFDM при различных способах дополнительной цифровой фильтрации поднесущих частот показывает, что во всех случаях происходит значительное усложнение цифровых алгоритмов формирования и обработки сигналов при практическом отсутствии или в отдельных случаях небольшом выигрыше (не более (0.5&0.8) дБ в отношении сигнал/шум) по величине ошибки на информационный бит. На основе результатов компьютерного моделирования показано, что технология OFDM и ее варианты не позволяют получить прорывных решений в области характеристик сигналов физического уровня для сетей 5G и 6G, и следует рассматривать альтернативные варианты построения групповых сигнальных конструкций.
Двухдиапазонная щелевая антенна для смартфона с поддержкой технологии MIMO [Электронный ресурс] / А. М. Жихарев [и др.] // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2022. – Т. 18, № 1. – С. 112–116. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_48007182_22201363.pdf (дата обращения: 12.06.2023).
Рассмотрена многодиапазонная восьмипортовая MIMO-антенная решетка для сетей четвертого (4G) и пятого (5G) поколений (sub-6 GHz), которая позволяет охватывать два спектральных диапазона. Для достижения многолучевого режима работы в углы печатной платы смартфона интегрированы двухэлементные ромбовидные излучатели с технологией подачи микрополосковых линий. В связи с доступностью изготовления рабочего прототипа антенны и простотой интеграции системы MIMO в печатную плату телефона разрабатываемая система MIMO 4×4 реализуется на основе щелевых антенн-излучателей. Для предложенной конструкции определены основные характеристики антенного элемента: возвратные потери (S-параметры), распределение поверхностных токов, диаграммы направленности. Для минимизации степени влияния неучтенных факторов были произведены измерения при экспериментальном исследовании, а также проведено сравнение характеристик антенны при моделировании и реальном исполнении. Для MIMO-антенной решетки определен коэффициент корреляции огибающей, а также коэффициент удельного поглощения, показавший безопасность применения конструкции для человека. Результаты моделирования показали, что ширина полосы импеданса каждого антенного излучателя составляет от 2.6 до 2.7 ГГц и от 3.45 до 3.8 ГГц, которые охватывают резонансные частоты 2.6 ГГц и 3.6 ГГц соответственно.
Елсукова, Н. А. Мобильные технологии в повседневности белорусов: поколенческие различия [Электронный ресурс] / Н. А. Елсукова, Ю. Ю. Гафарова, Т. В. Купчинова // Журнал Белорусского государственного университета. Социология. – 2022. – № 2. – С. 88–96. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_49468338_19770638.pdf (дата обращения: 12.06.2023).
Исследована степень влияния мобильных технологий на повседневную жизнь белорусов. Выяснены поколенческие различия в использовании мобильных технологий. Отмечено, что важно не только выявить экономический эффект внедрения мобильных технологий в повседневность, но и их воздействие на формы социальных практик, образ жизни белорусов разных возрастов. Сделан вывод о том, что большинство белорусов следят за новинками гаджетов. Наиболее востребованным из них является мобильный телефон. С помощью мобильных технологий белорусы осуществляют значительное количество типичных практических действий. Показано, что белорусы среднего возраста, и по собственной оценке, и по оценке молодежи, достаточно быстро преодолевают психологический барьер в использовании новых девайсов. Все респонденты независимо от возраста эмоционально привязаны к мобильным устройствам и приложениям и уже не представляют своей жизни без них. Белорусы позитивно оценивают наличие мобильных технологий, при этом видят ряд соответствующих рисков, но проецируют их на представителей других поколений. Риски для себя респонденты связывают не с технологиями как таковыми, а со степенью знакомства с ними и наличием или отсутствием навыков саморегуляции и осознанного управления своей жизнью.
Исобоев, Ш. И. Оценка перспектив развития и применения искусственного интеллекта в мобильной связи 5-го и 6-го поколений [Электронный ресурс] / Ш. И. Исобоев, Б. М. Халматов, В. А. Коптев // Экономика и качество систем связи. – 2022. – № 1. – С. 20–25. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_48165877_14254128.pdf (дата обращения: 12.06.2023).
Проведен анализ методов искусственного интеллекта, используемых для повышения производительности мобильной связи. Описаны подходы к искусственному интеллекту в мобильной связи, несколько классических его методов и современные подходы с применением в беспроводной связи. Методы включают нечеткую логику, нейронные сети, обучение с подкреплением и методы искусственного интеллекта, реализованные в мобильной связи. Рассмотрены некоторые ключевые или терминологические проблемы между искусственным интеллектом и будущей мобильной связью, не только проблемы поколения 5G, но и то, как шестое поколение (6G) мобильных сетей будет способствовать обеспечению стабильных сетей и типов услуг на огромных мобильных устройствах и данных.
Метод снижения PAPR в будущих мобильных широкополосных сетях связи на основе технологии DFT-s-OFDM [Электронный ресурс] / И. К. Мешков [и др.] // Инфокоммуникационные технологии. – 2022. – Т. 20, № 1. – С. 41–49. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_49466611_83013436.pdf (дата обращения: 12.06.2023).
Рассмотрен метод снижения пиковой мощности излучаемого сигнала в системах с DFT-s-OFDM для будущих мобильных сетей поколения 5G и 6G, основанный на использовании улучшенного формирующего фильтра «приподнятого косинуса», а также технологии ZT-DFT-s-OFDM, позволяющий добиться повышения энергетической эффективности. Приведены различные новые формы сигналов и схемы модуляция, которые одновременно были бы эффективны с энергетической и спектральной точек зрения. Представлен анализ отношения пикового уровня мощности сигнала к среднему уровню для сигналов с DFT-s-OFDM в различных его модификациях в беспроводных сетях, проанализированы различные технологии формирования DFT-s-OFDM в зависимости от метода доступа к абоненту, такие как DFDMA, LFDMA и IFDMA, с учетом коэффициента расширения полосы пропускания.
Мордачев, В. И. Влияние пространственной избирательности излучения базовых станций мобильной связи на уровень создаваемого ими электромагнитного фона / В. И. Мордачев, Д. А. Ционенко // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. – 2022. – Т. 20, № 7. – С. 56–64.
Радиочастотное электромагнитное излучение базовых станций является основным источником электромагнитного фона, создаваемого системами мобильной (сотовой) связи на селитебной территории; его интенсивность вносит существенный вклад в уровень электромагнитного загрязнения среды обитания и определяет степень электромагнитной безопасности населения. Предложенная методика оценки средней интенсивности этого фона, основанная на анализе территориальной интенсивности мобильного трафика, учитывает пространственную избирательность излучений базовых станций в упрощенной форме путем введения параметра направленности излучения U, обратного числу секторов обслуживания базовой станции, в предположении равенства ширины главного лепестка диаграммы направленности излучения ширине этого сектора и без учета направленности излучения в вертикальной плоскости, что определяет пессимистический характер этих оценок. Выполнен уточненный анализ значений параметра U для двухуровневой модели диаграмм направленности антенн, отражающей реальные значения ширины их главного лепестка в горизонтальной и вертикальной плоскостях, относительные уровни боковых лепестков и соотношение мощностей излучений по главному и боковым лепесткам. Анализ проведен как для стационарных секторных антенн систем сотовой связи, так и для адаптивных активных фазированных антенных решеток 4G/5G, способных обеспечивать обслуживание с использованием узких лучей. Установлено, что значение параметра U секторных антенн на 5–15 дБ меньше величины, обратной числу секторов базовой станции, а для узких лучей адаптивных антенных решеток это различие достигает 20 дБ. При углах наклона главных лепестков по отношению к горизонту менее 30о при оценке средней интенсивности электромагнитного фона в качестве параметра U пространственной избирательности (направленности) излучений базовых станций может быть использовано значение, обратное коэффициенту усиления антенны в главном лепестке.
Мордачев, В. И. Необходимые ограничения на характеристики систем мобильной (сотовой) связи 4G/5G для обеспечения их безопасности для пользователей / В. И. Мордачев // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. – 2022. – Т. 20, № 3. – С. 54–62.
Реализация планов интенсивного развития технологий, систем и услуг мобильной (сотовой) связи (CC) четвертого (4G) и пятого (5G) поколений, а к 2030 году и шестого поколения (6G), предполагающая увеличение на много порядков скоростей передачи данных по радиоканалам пользовательских интерфейсов, без принятия специальных мер и ограничений может сопровождаться значительным увеличением мощности электромагнитного излучения абонентского оборудования. Эта мощность, верхние пределы которой определены на уровне 23–26 дБм, что превышает безопасные уровни для населения, определяет степень приемлемости добровольных экологических рисков от внедрения 4G/5G/6G во все сферы человеческой деятельности. Дана оценка ожидаемых ограничений на системные характеристики мобильной связи 4G/5G при использовании безопасных для населения уровней мощности электромагнитного излучения абонентских устройств. В качестве анализируемых характеристик систем мобильной связи рассмотрены максимальная дальность связи, максимально допустимая скорость передачи данных и допустимый относительный уровень внутрисетевых помех. Количественный системный анализ этих ограничений позволяет обосновать необходимые системные, технические и организационные решения, направленные на обеспечение требуемого уровня электромагнитной безопасности потребителей услуг 4G/5G/6G в условиях быстрого развития этих систем без ущерба эффективности технологий информационного обслуживания современного общества.
Расчет ослабления сигнала сетей сотовой связи 5G для частот диапазона FR1 [Электронный ресурс] / А. К. Мовчан [и др.] // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2022. – Т. 25, № 1. – С. 17–23. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_48542769_29906899.pdf. (дата обращения: 12.06.2023).
Представлена модель распространения радиосигнала системы сотовой связи пятого поколения с учетом неравномерности рельефа местности. Дана оценка уровня мощности сигнала на приемной стороне системы сотовой связи четвертого и пятого поколений при распространении сигнала над неровной местностью на частотных диапазонах FR1 (2,6 ГГц), FR1 (4,9 ГГц). При оценке мощности радиосигнала на приемной стороне в модели в качестве неровной местности использованы значения карты высот г. Томска, полученной в ходе программы SRTM3. Представленная модель распространения радиосигнала является моделью ITM (Irregular Terrain Model) Лонгли–Райса. Приведены основные выражения, определяющие результирующее ослабление сигнала, а также выражения, описывающие геометрию трассы распространения. Отражены основные факторы, определяющие распространение сантиметровых волн, характерных для системы сотовой связи пятого поколения, приведены результаты моделирования распространения сигнала сотовой связи пятого 5G и четвертого 4G поколений на примере различных сценариев расположения абонентского терминала и базовой станции в г. Томске. В результате моделирования получены значения ослабления уровня мощности сигнала при распространении на заданных трассах, а также, с учетом параметров приемопередающего оборудования, рассчитаны значения мощности сигнала на приемной стороне. По полученным данным произведена сравнительная оценка дальности связи для систем 4G и 5G.
Almuhaideb, A. M. Sensor-based identification to detect counterfeit smartphones using Blockchain [Electronic resource] / А. M. Almuhaideb, S. J. Alsunaidi // Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing. – 2022. – DOI: 10.1007/s12652-022-03907-9. – URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s12652-022-03907-9 (дата обращения: 2023-06-12).
Переведенное заглавие: Использование блокчейна для обнаружения поддельных смартфонов: идентификация на основе датчиков.
Стремительный рост технологий и увеличение спроса на современные мобильные устройства способствуют увеличению числа краж и продаж контрафактных или некачественных смартфонов. Для злоумышленников Интернет сегодня предоставил множество возможностей и способов как управлять украденным устройством, чтобы предотвратить его отслеживание или обнаружение, а также способы разблокировки устройства. Все эти факторы значительно уменьшают возможность восстановления личных данных и обнаружения украденных смартфонов. При разработке решения для обеспечения безопасности и решения данной проблемы возникло множество трудностей. Был предложен новый подход к идентификации устройства. В его основе лежит идентификация устройства на основе калибровки датчика отпечатка пальца устройства и блокчейн технология для управления отпечатком пальца. Сравнение с аналогичными подходами показало, что предложенный метод может учитывает все требования пользователей, включая совместимость с устройствами различных моделей. Данное решение также будет способствовать лучшему обнаружение контрафактной продукции.
DCUS: Evaluating Double-Click-Based Unlocking Scheme on Smartphones [Electronic resource] / Wenjuan Li [et al.] // Mobile Networks and Applications. – 2022. – Vol. 27. – P. 382–391. – DOI: 10.1007/s11036-021-01842-1. – URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11036-021-01842-1 (дата обращения: 2023-06-12).
Переведенное заглавие: Разработка системы разблокировки смартфона на основе двойного щелчка.
С ростом возможностей программного и аппаратного обеспечения мобильные устройства, особенно смартфоны, меняют способы общения населения и наш стиль жизни. Ради удобства пользователи часто хранят на устройстве много личных данных, таких как изображения и фотографии, и используют смартфоны для выполнения конфиденциальных задач, таких как оплата товаров и услуг, а также денежные переводы. Все эти факторы должны учитываться при разработке программ для защиты конфиденциальных данных, что в современном мире просто необходимо. Чтобы обезопасить устройство от несанкционированного доступа, одним из простых и эффективных методов является разработка механизма разблокировки устройства или экрана, который может аутентифицировать личность текущего пользователя. Однако большинство существующих схем разблокировки могут быть взломаны, если злоумышленник получит правильный шаблон. С целью улучшения безопасности смартфонов разработана система разблокировки устройства на основе двойного щелчка, которая требует от пользователей разблокировать устройство двойным щелчком в нужном месте. Для аутентификации пользователя в данной разработке, необходимо проверить выбранные изображения, местоположение изображения и шаблоны двойного щелчка. Проведено исследование с участием 60 участников в ходе которого произведен сравнительный анализ между нашей схемой и аналогичной схемой разблокировки. С помощью нескольких типичных контролируемых классификаторов было обнаружено, что новая технология разблокировки показала хорошие результаты.
Overview of 5G modem in smartphones [Electronic resource] / R. Gasparyan [et al.] // Recent achievements and prospects of innovations and technologies. – 2022. – № 1. – P. 168–172. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_49478420_28721749.pdf (дата обращения: 2023-06-12).
Переведенное заглавие: Использование 5G-модемов в смартфонах: обзор.
Рассмотрены варианты реализации модемов сетей 5G, которые используются в современных смартфонах. Определены варианты реализации модемов в зависимости от производителя микропроцессора, на базе которого построен данный смартфон. Это позволит понять и проанализировать, как будет выглядеть будущее мобильной связи, и продемонстрировать инновации как обычным пользователям, так и бизнес-сектору. Какие возможности мобильного Интернета будут доступны со сверхширокополосным высокоскоростным доступом, который будет иметь высокую надежность, низкую задержку и многие другие преимущества, по сравнению с технологиями 4G, 3G и 2G.
Smartphone Camera Self-Calibration Based on Sensors Reading Consistency [Electronic resource] / A. Nigmatzyanov [et al.] // Optical Memory and Neural Networks. – 2022. – Vol. 31. – P. 48–54. – DOI: 10.3103/S1060992X22050083. – URL: https://link.springer.com/article/10.3103/S1060992X22050083 (дата обращения: 2023-06-12).
Переведенное заглавие: Самокалибровка камеры смартфона на основе согласованности показаний датчиков.
При крупносерийном производстве время для оценки спектральной чувствительности камеры сильно ограничено и измеряется в единицах секунды из-за производственных и экономических ограничений. Чтобы оценить изменение свойств спектральной чувствительности, производители обычно точно измеряют только несколько датчиков (золотой набор) и используют эти измерения для выполнения быстрой оценки любого другого датчика. Основным недостатком такого подхода является то, что нельзя контролировать ошибку цветопередачи для конкретного устройства: нестабильность процесса производства устройства обычно приводит к значительному отличию датчиков, которые могут не входить в золотой набор. В этом случае камера будет работать с низкой точностью в течение всего срока службы. Рассмотрен новый подход к оценке спектральной чувствительности камеры во время ее работы. Основная идея основана на оценке согласованности изображений и усредненных спектров. Пользователи получают такую комбинацию данных на практике, например, современные телефонные устройства имеют встроенные интегральные спектрометры. Исследована точность метода оценки спектральной чувствительности, основанного на вычислении базиса с разложением чувствительности по сингулярным значениям из золотого множества в сочетании с различными типами регуляризации.