Стартовал финал Олимпиады НТИ по технологиям беспроводной связи

15 апреля в Сколтехе начался завершающий этап студенческого трека Олимпиады НТИ по профилю «Технологии беспроводной связи». В финал, который проходит в дистанционном формате, вышли десять команд из вузов Москвы, Санкт-Петербурга, Калининграда, Томска, Иркутска и Благовещенска. 19 апреля состоится подведение итогов.

Организатором мероприятия выступил Центр компетенций НТИ по беспроводной связи и интернету вещей Сколтеха в партнерстве с ООО «ИнСитиЛаб», ИСЗФ СО РАН и Ассоциацией участников технологических кружков. Партнером индивидуального трека стала компания Huawei. Она подготовила задачу для студентов 4-го курса.

С чем же придется столкнуться командам-финалистам?

Задача. Моделирование систем связи, которые могут применяться, например, для беспилотных летательных аппаратов, организованных по принципу роя. Сюда входят следующие задачи: слежение за подвижным источником сигнала с учетом его диаграммы направленности, адаптивная дешифрация в реальном времени, исследование шумов, помехоустойчивое кодирование, корреляционный анализ. Командам предстоит разработать программы для решения этих задач и опробовать их сначала в виртуальном пространстве, а затем испытать их на реальных стендах.

Индивидуальная задача (для студентов 4 курса, предложена компанией Huawei). Разработать алгоритм компрессии/декомпрессии информации о состоянии канала связи, применяя возможности среды Matlab/Octave, и проверить его работоспособность в симуляторе. Необходимо обратить особое внимание на такие характеристики, как передача данных без потерь и степень сжатия информации. Итоговый результат студенты презентуют перед представителями компании Huawei.

Моделирование ситуации. Автономные беспилотные устройства, взаимодействие которых организовано в парадигме роя, активно развиваются. К ним относятся и морские исследовательские суда с возможностью выпускать малые плавучие лаборатории, и кубсаты на орбите, и беспилотные автомобили, обменивающиеся между собой информацией вплоть до температуры асфальта и скорости движения. В большинстве случаев для коммуникации беспилотников широковещательная связь не подходит по ряду причин (высокие энергозатраты, зашумление диапазонов рабочих частот, арбитраж от множества источников и т.д.). Из-за этого возникает совершенно новый пласт требований к взаимодействию аппаратов, организованных по принципу роя (в том числе, крайне разреженного) в режиме точка-точка с направленным каналом связи. При этом взаимное положение устройств зачастую неизвестно, а иногда и вовсе не поддается вычислению, каналы сильно зашумлены, энергозапас на борту ограничен, а возможности закрывать сообщения длинными помехоустойчивыми кодами и повышать мощность сигнала отсутствуют.

Дополнительные условия. При настройке каналов связи между автономными беспилотными устройствами возникает не менее важная задача – передача больших зашифрованных массивов данных, в рамках которой при обмене сравнительно небольшими динамически изменяющимися ключами можно осуществлять доверенное шифрование и дешифрование. Этот фактор формирует требования к задачам этого года.

Оборудование. Финал проводится с использованием образовательного комплекса «Беспроводные технологии связи», разработанного компанией ООО «ИнСитиЛаб» при поддержке сотрудников ИСЗФ СО РАН и при финансовой поддержке Фонда содействия инновациям. Он состоит из двух экспериментальных cтендов «Узконаправленные низкоэнергетические каналы связи» и «Оптомеханическая визуализация кодирования сигналов». Эти программно-аппаратные стенды были модернизированы. По сравнению со стендами прошлого года увеличена скорость работы с адаптивными алгоритмами и повышена точность передачи сигнала.

Дистанционный формат. Финалисты будут решать задачи дома, на своих компьютерах с использованием облачного пространства. Испытав задачи в симуляторе и доказав их работоспособность, они передадут их организаторам для испытаний на реальных стендах, которые находятся в Иркутске.

Награда. Студенты первых трех курсов, чьи команды справятся с заданием, получат приглашение пройти стажировку в лаборатории «Интернет вещей» Сколтеха.

Студенты четвертого курса смогут продолжить учебу в магистратуре Сколтеха по программе Information Science and Technology (трек Internet of Things). Для этого им необходимо будет пройти дополнительные испытания в ходе индивидуального трека Олимпиады, которые включают в себя решение индивидуальной задачи от Huawei и собеседование на английском языке с панелью профессорско-преподавательского состава института. Также они получат приглашение сдать экзамен по английскому языку (TOEFL ITP) на базе Сколтеха.

Кроме того, команды, занявшие первые три места, получат ценные призы.

Изображение: ЦК НТИ БСИВ