14 574 21 0058 Номер постера Федеральная

№ 14. 574. 21. 0058 <Номер постера> Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014— 2020 годы» Информационно-телекоммуникационные системы Тема: Повышение эффективности систем широкополосного доступа к мультимедийным услугам, работающих по технологии Radio-over-Fiber (Ro. F), на основе совершенствования элементов и устройств физического уровня Соглашение № 14. 574. 21. 0058 на период 2014 - 2016 гг. Руководитель проекта: ведущий научный сотрудник Виноградова Ирина Леонидовна Получатель субсидии: ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» Цели и задачи проекта • Цель: Разработка комплекса научных и научно-технических решений, направленных на повышение эффективности систем, относящихся к информационной технологии Ro. F, (в том числе частично к радиотехнологии и волоконно-оптической технологии), широкополосного доступа (ШПД) к мультимедийным услугам, на основе совершенствования элементов и устройств физического уровня (увеличение полосы пропускания беспроводного канала связи, повышение эффективности использования спектра отведенных частот, увеличение дальности безрегенерационной передачи по оптоволокну). • Актуальность: 1) возрастающие требования к скорости передачи данных (ПД) и качеству связи; 2) производство оборудования Radio-over-fiber за рубежом; 3) моделирование СШП импульсов для маски FCC; 4) тенденции к миниатюризации и унификации; 5) расширение полосы частот; 6) увеличение длины регенерационного участка; 7) снижение затрат при строительстве линий связи; 8) расширение количества предоставляемых сервисов. • Научная новизна: 1) разработка нового класса импульсных сигналов; 2) разработка нового вида материалов для изготовления УЧОИ; 3) разработка способа преобразования радиосигнала и его передачи по оптическому каналу; 4) разработка новой структуры фазированной антенной решетки; 5) разработка новых фрактальных миниатюрных планарных антенн. Ожидаемые результаты проекта • Ожидаемые результаты выполнения проекта: 1) РИД № 1 – фрактальная антенная излучающая система (ФАИС), составленная из фрактальных миниатюрных антенных излучателей (ФМАИ), объединенных в полимино и максимально заполняющих структуру ФАР с целью управления диаграммой направленности; 2) РИД № 2 – волоконно-оптический разветвитель/переключатель с функциями чирпирования и усиления оптического излучения (УЧОИ), выполненный в виде интерференционного коммутационного устройства. • Сопоставление ожидаемых результатов с аналогичными разработками мирового уровня: 1) РИД № 1 характеризуется возможностью управления диаграммой направленности при помощи оптического излучения, меньшими размерами, более стабильными частотными и энергетическими характеристиками; 2) РИД № 2 не имеет аналогов. Перспективы практического использования • Перспективы практического использования результатов проекта: 1) малогабаритные переносные СШП приемо-передатчики; 2) «офис без проводов» , «умный дом» ; 3) применение одной антенный для передачи сигналов различных стандартов; 4) сети ПД в пределах подвижных транспортных средств; 5) системы телерадиоуправления технологическими процессами на предприятиях нефтехимической, атомной и тяжелой промышленности, управление роботами во время ЧС; 6) «Body air network» ; 7) наука – интеграция радио и оптических систем связи, разработка новых материалов для СВЧ диапазона. • Ожидаемые народно-хозяйственные и социально-экономические эффекты внедрения результатов исследовательской работы: 1) качественные услуги ПД; 2) снижение стоимости затрат на этапе строительства сети; 3) снижение стоимости услуг связи и оборудования; 4) снижение энергопотребления; 5) уменьшение отрицательного воздействия на окружающую среду и живых существ; 6) ускорение интеграции исследований в области проектирования компонентов СШП систем; 7) развитие материально-технической и информационной инфраструктуры; 8) повышение конкурентоспособности отечественных производителей; 9) укрепление обороноспособности страны; 10) защита персональных данных при проведении финансовых операций онлайн; 11) повышение качества жизни. Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г. • Полученные результаты исследовательской работы в 2015 году: 1) разработана имитационная модель (ИМ 1 -СШП-ФИ) для исследования влияния формы импульсов на энергетическую эффективность канала и проведено имитационное моделирование; 2) разработана имитационная модель (ИМ 2 -ОФС-РИ) для оптимизации формы и спектра радиоимпульсов и проведено имитационное моделирование; 3) разработан алгоритм структурно-параметрического синтеза прямоугольных структур антенных решёток; 4) разработана имитационная модель (ИМ 3 -СШПКС) для исследования спектральных свойств СШП канала с учётом многолучевого распространения и проведено имитационное моделирование; 5) разработан ФМАИ и схема его подключения в составе ФАР; 6) разработан метод компенсации искажений с точки зрения применения ФМАИ для создания сегментов сетей ШПД; 7) проведены маркетинговые исследования в области разрабатываемой продукции; 8) подана заявка на получение патента на разрабатываемую ФАИС; 9) выполнены работы по подготовке и проведению конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» XVI; 10) выполнены работы по организации и проведению семинара по теме ПНИ; 11) выполнены работы по арендованию технологического и контрольно-измерительного оборудования; 12) разработан отчет о дополнительных патентных исследованиях. • Способы подтверждения результатов: • проведена натурная оценка возможности генерирования и приема разработанных СШП импульсов для проверки адекватности моделей ИМ 1 -СШП-ФИ, ИМ 2 -ОФС-РИ и ИМ 3 -СШП-КС в Датском техническом университете, Копенгаген, Дания; • изготовлены 20 образцов СШП ФМАИ; • проведены измерения количественного состава примесей вещества при помощи масс-спектрографов; • проведено имитационное моделирование прохождения разработанных СШП импульсов по радиотракту. • Сопоставление полученных результатов с аналогичными разработками мирового уровня: 1) разработанные радиоимпульсы ориентированы на спектральную маску ГКРЧ, максимально ее заполняют и не имеют аналогов в мире; 2) разработанный алгоритм структурно-параметрического синтеза прямоугольных структур антенных решёток, составленных из подрешёток в виде полимино, позволяет управлять диаграммой направленности; 3) разработанная модель позволяет оценивать искажения разработанных СШП импульсов при прохождении радиоканала; 4) разработанный ФМАИ характеризуется меньшими размерами, более стабильными частотными и энергетическими характеристиками, большей простотой изготовления при массовом производстве; 5) разработанный метод компенсации искажений с точки зрения применения ФМАИ для создания сегментов сетей ШПД обеспечивает удовлетворительную по Qo. Sпоказателям передачу асинхронного протокола. СШП импульсы Установка для натурной оценки ФМАИ ФАИС Диаграмма направленности ФАИС УЧОИ Ситалловый НКМ Партнеры проекта • Индустриальный партнер: ОАО Научно-производственное предприятие «Полигон» , г. Уфа - разработка и производство активного высокотехнологичного сетевого, радиоэлектронного и телекоммуникационного оборудования для промышленных предприятий, операторов связи, ведомственных и силовых структур, систематическое проведение передовых экспериментальных разработок, создание интеллектуально насыщенной конкурентоспособной инновационной продукции и подготовка компетентных инженерных кадров. Осуществляет внебюджетное финансирование выполняемых исследовательских работ. • Соисполнитель: ООО «ИНТЭК» , г. Томск - изготовление 20 опытных образцов ФМАИ, изготовление ФАИС. № 14. 574. 21. 0058 <Номер постера>