Технологии беспроводной связи

  • информатика
  • математика
  • Дает 100 баллов на ЕГЭ

Участники профиля «Технологии беспроводной связи» решают задачи построения сетей и обеспечения связи в условиях, когда одновременно с ростом числа подключаемых устройств и объёмов трафика повышаются требования к надёжности и производительности систем. Профиль будет интересен тем, кто увлекается радиофизикой, интернетом вещей, системами связями и вообще всем, что как-то связано с каналами, сигналами и т. п.

На треке работают в условиях, максимально приближенных к реальным условиям работы инженера: ограниченное время на решение задачи, отсутствие «готового решения» и однозначного технического задания, низкоскоростные и зашумлённые каналы связи, определённые требования безопасности к кодированию данных для передачи. А самое главное, что участники смогут буквально на физическом уровне «пощупать» как устроены технологии связи. Технологии связи — это огромный растущий рынок в мире с увеличивающимся спросом на специалистов. Задача финала максимально реалистичная и очень интересная.

Профиль включён в перечень Российского совета олимпиад школьников и приносит бонусы при поступлении в вузы (какие конкретно — зависит от правил приёма вуза).

Рекомендуемый состав команды — 4–5 человек:

  • Программист — помехоустойчивое кодирование для оптического канала.
  • Программист — программирование адаптивной системы слежения.
  • Исследователь — анализ характеристик шума в каналах, выбор схемы помехоустойчивого кодирования.
  • Инженер — аддитивное производство, механика стенда.
  • Аналитик — сбор и анализ решений подзадач от всех специалистов, описанных выше, обсуждение и коррекция полученных результатов для более эффективного решения общей задачи, организация командной работы.

Разработчики

ООО «ИнСитиЛаб», ИСЗФ СО РАН

Отборочные этапы

На втором этапе участникам профиля будут предложены тренировочные задачи, связанные с обработкой сигналов и анализом информации разных типов: графической, текстовой, видео и аудио, шифрованием. В ряде задач будут использоваться элементы теории антенн и теории автоматического управления. При решении участникам предстоит рассчитывать элементы каналов связи, писать программы управления на языках C/C++ и Python, анализировать характеристики шумов.

Заключительный этап

В этом году для решения предлагается задача, в которой нужно, используя различные беспроводные каналы связи, локализовать ошибки и восстановить функционирования удалённого объекта, задействовав дополнительный канал управления объектом. Каналы связи различаются по полосе, по скорости передачи данных, имеют различный характер шума. Такая проблема регулярно возникает, например, при восстановлении работоспособности автоматических космических аппаратов. По итогам расшифровки данных, полученных по каналам связи, команды собирают/ремонтируют/доделывают макет устройства, которое является контрольным стендом, одной из задач является уровень его работоспособности.

Мы будем решать задачи с тем, как закодировать и раскодировать сигнал, распределить сигнал, восстановить передающую систему, смоделировать спутниковый канал связи смоделировать и осуществить хорошее помехозащищённое кодирование. И всё это мы будем делать в командах. У участников будет возможность понять, как на самом деле работает современная инженерно-исследовательская команда.

Материалы для участников

Что нужно знать

  • Математика: теория вероятности, простейшие арифметические операции с матрицами, геометрия.
  • Информатика: основы программирования, алгоритмы управления системами с обратной связью, протоколы передачи данных, манипуляции с битами.
  • Специальные знания в области теории сигналов и теории автоматического управления.

Hard skills

  • Манипуляции с битами и байтами (C/C++ или Python).
  • Обработка сигналов, знакомство с методами борьбы с шумами.
  • Программирование систем управления (C/C++ или Python), в т. ч. систем с обратной связью (PID-регуляторов).
  • Оперативная обработка больших объёмов данных.

Soft skills

  • Работа в команде.

Как подготовиться к олимпиаде

Задачи профиля «Технологии беспроводной связи» связаны с актуальными проблемами систем связи и включают элементы помехоустойчивого кодирования, передачу информации в условиях шумов и помех, работу с различными форматами данных, разработку адаптивной системы слежения и т. д.

Задачи составлены таким образом, что для их решения требуются знания школьного уровня по программированию, математике и геометрии, а также азы помехоустойчивого кодирования. От этапа к этапу повышается как сложность задач, так и их специфика.

По мере продвижения команд к финалу потребуется всё больше знаний и навыков по следующим темам: методы исследования каналов связи и обработки сигналов, методы борьбы с шумами, получение практических навыков по помехоустойчивому кодированию в системах связи, практика работы с бинарными файлами — байтами и битами, практика работы с анализом информации разных типов: графической, текстовой, основам теории автоматического управления.

Рынки НТИ

  • AeroNet
  • HealthNet
  • NeuroNet
  • TechNet