Paper list


Telecommunication technology and IT

# Paper title Paper description Type
1 A Genetic Algorithm-Based Intra Coding Algorithm for H.266/VVC

Authors:

Ibraheem Murooj Khalid (Postgraduate student, MIPT)

Al-Khafaji Israa M. Abdalameer (Postgraduate student, RTU MIREA)

Al-Azzawi Zobeda Hatif (Postgraduate student, MIPT)

Keywords:

Genetic algorithm, H.266/VVC, intra coding, coding tools, MTT partitions, encoding time, video quality

Show/hide abstract
This paper proposes a novel approach to optimize intra coding in H.266/VVC by efficiently selecting coding tools and MTT partitions. The proposed algorithm utilizes a genetic algorithm to evolve a population of candidate solutions, identifying the optimal combination of coding tools and MTT partitions that minimize encoding time while maintaining video quality. Experimental results demonstrate significant reduction in encoding time compared to conventional methods, without compromising video quality. The study utilizes two separate datasets for the training of random forest classifiers. The first dataset, CPIH, comprises static images at varying resolutions, including 4928 × 3264, 2880 × 1920, 1536 × 1024, and 768 × 512. The second dataset, Ultra Video Group (UVG), consists of four video sequences, all of which are in 4K resolution, specifically 3840 × 2160. These selected video sequences from the UVG dataset are Jockey, FlowerFocus, YachtRide, and RiverBank. The proposed algorithm achieves a balance between encoding time and video quality, making it a promising solution for fast intra coding in H.266/VVC.
Paper for journal
2 A brief introduction of visible light communication technology

Authors:

Tan Linfeng (Student, Tsinghua University)

Wang Qiying (Student, Tsinghua University)

Duan Bowen (Student, Tsinghua University)

Wang Zihe (Student, Tsinghua University)

Pan Changyong (Professor, Tsinghua University/Pengcheng Lab.)

Keywords:

Visible Light Communication, standardization, optical communication, indoor positioning

Show/hide abstract
Nowadays, as the digitization of people's lives continues to deepen, the demand for communication has also increased exponentially. It has become increasingly difficult for the original radio frequency communication to meet the requirements of bandwidth and data rate of the next generation communication technology. As a new communication method, visible light communication(VLC) is based on devices such as LEDs and PDs for data transmission. It has a series of advantages such as large bandwidth, high data rate, energy saving. In this article, we will briefly introduce the basic concepts, performance standards, standardization work and some existing applications of VLC.
RSCI Report
3 Analytical Method for Studying Polling System with Cyclic Polling Order and Batch Gated Service Discipline

Authors:

Nguyen Van Hieu (PhD student, MIPT)

Keywords:

polling system, batch gated service discipline, polling order, analytical method

Show/hide abstract
In this article, we explore an analytical method for studying cyclic polling system with batch gated service discipline. By establishing a system of global balance equations for the polling system, we derive the final probabilities of all steady states, allowing us to obtain comprehensive performance characteristics for the system. Finally, we validate the method by comparing its results with simulation data.
RSCI Thesis
4 Field Trial of DTMB-A + 5G 8K UHD Integrated Transmission System

Authors:

Mao Ke (Senior Engineer, National Engineering Laboratory for Digital TV(Beijing))

Fang Haidong (Professor, National Engineering Laboratory for Digital TV(Beijing))

Pan Changyong (Professor, Tsinghua University)

Li Siyuan (Engineer, National Engineering Laboratory for Digital TV(Beijing))

Xu Hui (Senior Engineer, Beijing Peony Electronic Group Co. LTD)

Tong Lu (Senior Engineer, National Engineering Laboratory for Digital TV(Beijing))

Keywords:

UHD; DTMB-A, 5G

Show/hide abstract
8K ultra high definition (UHD) is an important business in digital television broadcasting, and 8K outdoor large screen is a hot spot for UHD applications. In 2022, the DTMB-A+5G 8K UHD integrated transmission system were jointly developed and tested by National Engineering Laboratory for DTV (Beijing), Tsinghua University, Peony Group. The system can choose to use DTMB-A or 5G channel to transmit 8K UHD programs according to the actual network situation. This contribution provides information on the system and field trials.
RSCI Report
5 HARDWARE OPTIMIZATION OF HBF FILTERS USING MCM AND CQA ALGORITHMS

Authors:

Busse Aleksandr Alekseevich (Student, MIPT)

Bakholdin Nikita Vladimirovich (Student, MIPT)

Bakhurin Sergey Alekseevich (Professor, MPEI)

Degtyarev Alexandr Andreevich (Student, MIPT)

Solovev Dmitrii Mikhailovich (Professor, MIPT)

Keywords:

Цифровая обработка сигналов, КИХ фильтр, арифметика с фиксированной запятой

Show/hide abstract
В данной статье рассматриваются алгоритмы аппаратной реализации широко распространенных HBF фильтров такие как CQA, MCM и их объединение CQA+MCM. Применение алгоритма CQA позволяет уменьшить количество умножителей в схеме HBF фильтра. Алгоритм MCM позволяет пересчитать умножители в набор сумматоров и битовых сдвигов. Объединение двух алгоритмов позволяет заменить все умножители на набор сумматоров и битовых сдвигов. Был проведен расчет ресурсов, необходимых для аппаратной реализации HBF фильтров 30 и 94 порядков, и было выяснено, что применение CQA алгоритма сократить число умножителей на 37% и 74% соответстенно, при этом число сумматоров увеличилось на 35% и 33% соответственно. Применение MCM алгоритма позволяет полностью убрать умножители из схемы фильтра, однако число сумматоров увеличивается в почти 3 и 2.6 раз соответственно. Объединение методов позволяет не использовать умножители при аппаратной реализации и сократить число сумматоров на 28% и 13% соответственно (по сравнению с MCM алгоритмом).
Paper for journal
6 HPHT and LPLT 5G NR MBS Cooperative Networking Test

Authors:

Zeng Qingjun (Deputy General Manager, China Broadcasting Network Group Corporation Ltd.)

Liang Xiangjun (Engineer, China Broadcasting Network Group Corporation Ltd.)

Pan Changyong (Professor, Tsinghua University)

Xue Kaixin (Engineer, China Broadcasting Network Group Corporation Ltd.)

Keywords:

5G NR MBS, broadcast, field trial, HPHT, LPLT

Show/hide abstract
5G NR (New Radio) MBS (Multicast and Broadcast Service) adopts existing 5G communication technology and point-to-multipoint transmission method, which can effectively save network resources and improve transmission efficiency. 5G NR MBS is widely applicable to various types of 5G universal terminals. It not only solves the long-standing problem of concurrent transmission of high bit rate and high-quality services in broadcast and communication networks, but also supports dynamic and seamless switching between unicast and multicast broadcast services, providing new interactive video services and integrated information broadcasting service. This test studies the signal coverage and reception of 5G NR MBS under the conditions of key system parameters such as specified transmission power and modulation mode under the cooperative networking of TV tower and mobile cellular network.
RSCI Report
7 Hybrid Encryption Scheme Combining AES and ECC for Enhanced Data Security

Authors:

Nik Aein Koupaei Alireza (Teacher, MIPT)

Keywords:

Crytography, Data security, Hybrid Encryption, AES, ECC, Protection

Show/hide abstract
This research introduces a novel hybrid encryption model that combines Advanced Encryption Standard (AES) and Elliptic Curve Cryptography (ECC) to bolster data security in modern communication systems. The proposed scheme leverages the strengths of both AES for efficient symmetric encryption and ECC for strong asymmetric cryptography. By fusing these cryptographic techniques, the hybrid model offers enhanced data protection, making it a valuable addition to the realm of secure data transmission and storage. This paper presents the design and analysis of the hybrid encryption scheme and discusses its potential applications in various domains where data security is of paramount importance.
RSCI Report
8 JAWS-M: a Noise-tolerant Algorithm for Information Hiding in Video Streaming.

Authors:

Shustov Sergey Alexandrovich (Student, MIPT)

Keywords:

Стеганография, JAWS, Алгоритмы встраивания, Помехоустойчивый метод, Дискретное преобразование Фурье, ЦВЗ

Show/hide abstract
Статья представляет собой описание нового метода JAWS-M для внедрения информации в видеопоток. Этот метод выделяется высокой помехоустойчивостью, что гарантирует точное извлечение информации при минимальном снижении объема встроенных данных. Основанный на алгоритме JAWS метод реализован на языке Python и применим к квадратным видеопотоком черно-белого цвета. Анализ результатов подтверждает, что JAWS-M обеспечивает высокую точность декодирования при сопоставимой скорости с JAWS. Этот метод пригоден для широкого спектра задач, например, для получения информации из видеопотока с помощью устройств с камерой.
RSCI Thesis
9 Minimizing the probability of error when receiving a two-position pulse-code keying message in a weighted manner under intersymbol interference conditions

Authors:

Degtyaryov Andrey Nikolaevich (ASSISTANT PROFESSOR, Sevastopol State University)

Koneva Svetlana Andreevna (ASSISTANT PROFESSOR, Sevastopol State University)

Slyozkin Gennadiy Vitalievich (engineer, Sevastopol State University)

Keywords:

межсимвольная интерференция, вес ортогональности, канальные символы, вероятность ошибки, Е-критерий

Show/hide abstract
С целью повышения помехоустойчивости систем передачи информации предлагается снизить уровень межсимвольной интерференции, для чего ортогонализовать канальные символы. Ортогонализация производится путем определения веса ортогональности. Приведен расчет Е-критерия оценки уровня межсимвольной интерференции для классической и предлагаемой систем передачи информации методом импульсно-кодовой манипуляции. Для обеих систем предполагалось, что в качестве формирующего фильтра используются нормированные фильтры нижних частот Баттерворта. Показано, что при отношениях сигнал/шум, превышающих некоторое критическое значение, взвешенная обработка сигнала обеспечивает меньшее значение вероятности ошибки бита, чем классический способ обработки, использующий на входе дискретизатора согласованный фильтр. Приведено общее аналитическое выражение веса ортогональности канальных символов, обеспечивающее минимум вероятности ошибки бита.
Paper for journal
10 Network infrastructure analysis using the RIPE Atlas distributed platform

Authors:

Izyumov Pavel Sergeevich (PhD Student, MIPT)

Ivchenko Alexander Vladimirovich (Researcher, Keldysh Institute of Applied Mathematics)

Keywords:

RIPE Atlas, сети, измерения, статистика, интернет-трафик.

Show/hide abstract
В данной работе поднимаются вопросы постановки эксперимента, ограничений и особенностей платформы, в частности влияние версий аппаратного и программного обеспечения датчиков, типов сетей, перекрестного трафика. Результатом являются рекомендации по калибровке измерений, уменьшению систематической ошибки выборки.
RSCI Report
11 Numerical modeling of OSNR dynamics during a transient process in a fiber-optic communication line with EDFA

Authors:

Zhulidova Marina Olegovna (PhD student, MIPT)

Shikhaliev Igor Igorevich (Head of the group of optical subsystems of the research department T8, T8)

Naniy Oleg Evgenyevich (Dr. Phys.-Math. Sc., Professor, MIPT)

Treshchikov Vladimir Nikolaevich (Генеральный директор Т8, T8)

Keywords:

EDFA; электрический метод AGC; ASE; DWDM

Show/hide abstract
Построена динамическая модель телекоммуникационного усилителя EDFA с электрической стабилизацией коэффициента усиления (КУ), позволяющая рассчитывать спектр выходного сигнала и усиленного спонтанного излучения (ASE) в момент переходного процесса. На основе результатов моделирования проанализирована динамика отношения сигнал-шум (OSNR) на выходе усилителя, влияющая на качество передачи сигнала в волоконно-оптической лини связи (ВОЛС). Дополнительно исследовано поведение OSNR во времени для ВОЛС с большим числом усилителей EDFA.
RSCI Report
12 Resource reservation model in cellular networks

Authors:

Nikolaychuk Nikita Vitalievich (Student, MIPT)

Keywords:

хендовер, марковский процесс, модель Эрланга, резервирование ресурса

Show/hide abstract
Задача резервирования ресурса в сотовых и компьютерных сетях является актуальной и имеет большую практическую значимость. На сегодняшний день сложная архитектура приложений голосовой и видеосвязи диктует современному миру телекоммуникаций правила работы с пользователями сотовых сетей. Одной из наиболее важных проблем является резервирование ресурса для абонентов, которые перемещаются между сотами. Абоненты, которые уже установили соединение и перемещаются между сотами, должны получить приоритет в обслуживании над абонентами, которые только пытаются установить соединение. В рамках данной работы представлены результаты по построению и  анализу функциональной модели, которая позволяет резервировать ресурсы для пользователей, которые перемещаются между сотами. Актуальность работы продиктована практической применимостью данной функциональной модели: на сегодняшний день у подавляющего числа  вендоров сетевого оборудования модель качества обслуживания формируется на основе общего количества возможных подключений и не учитывает приоритет хендовера.
RSCI Thesis
13 Study of THz radiation from human skin under the influence of mental stress

Authors:

Baksheeva Kseniya Alekseevna (assistant, Moscow State Pedagogical University)

Zhurin Yurii Vladimirovich (Analyst, National Research University Higher School of Economics)

Ozhegov Roman Viktorovich (Assistant professor, National Research University Higher School of Economics)

Kinev Nickolay Vadimovich (Senior Researcher, Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS)

Kochnev Anna (Senior Researcher, The Hebrew University of Jerusalem)

Betzalel Noa (Senior Researcher, The Hebrew University of Jerusalem)

Ben Ishai Paul (Professor, Ariel University)

Koshelets Valery (Professor, Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS)

Feldman Yuri (Professor, The Hebrew University of Jerusalem)

Goltsman Gregory Naumovich (Professor, National Research University Higher School of Economics)

Keywords:

Терагерцовый диапазон частот, сканатор, человеческая кожа, ментальный стресс, сверхпроводниковый интегральный приемник

Show/hide abstract
Продемонстрировано, что в терагерцовом диапазоне частот человеческая кожа может рассматриваться как электромагнитный биометаматериал, поскольку ее естественное излучение является продуктом геометрии кожной ткани и встроенных структур. Проведены радиометрические измерения в частотном диапазоне от 480 до 700 ГГц на 90 добровольцах. Полученные результаты существенно отличаются от сигнала излучения черного тела для температуры поверхности кожи.  Интенсивность излучения, регистрируемая с помощью сверхпроводникового интегрального приемника, коррелирует с уровнем физического и психического напряжения обследуемого. Это открывает возможности для удаленного мониторинга психического состояния человека.
RSCI Report
14 Study on cable TV network upgrade and expansion

Authors:

Ainiwaerjiang Tuerhong (Student, Tsinghua University/China Broadcasting Network Xinjiang Co.,Ltd .)

Ai Sente (Student, Weiyang College, Tsinghua University)

Zhang Yan (Student, Weiyang College, Tsinghua University)

Tan Linfeng (Student, Department of Electronic Engineering, Tsinghua University)

Pan Changyong (Professor, Tsinghua University/Pengcheng Lab.)

Keywords:

Cable TV network,cable TV system,5G,IMT-2020, FWA

Show/hide abstract
In recent years, a number of new requirements have arisen around the bi-directional development of cable television  network. For older apartment buildings, remote areas, there is a need to improve their infrastructures and networks to provide them with enhanced service capabilities. However, as aging infrastructure and remote areas require significant equipment replacement costs and long construction cycles for service capacity enhancement, 5G FWA technology can work in cooperation with traditional cable bidirectional networks to complete cable network upgrades and expansions efficiently, cost-effectively, and flexibly.
RSCI Thesis

Radio communication and radar systems

# Paper title Paper description Type
1 Application of Probing Signals with Zero Autocorrelation Zone for Suppression of Recurrent Range Noise in SAR

Authors:

Ipanov Roman Nikolaevich (Assistant Professor, MPEI)

Komarov Aleksey Aleksandrovich (Department Head, MPEI)

Kozhevnikov Kirill Yurievich (Head of laboratory, MPEI)

Keywords:

автокорреляционная функция, взаимнокорреляционная функция, когерентный дополнительный сигнал, М-последовательность, нулевая зона автокорреляции, ортогональный сигнал, пачка импульсов, рекуррентная помеха

Show/hide abstract
Рассмотрена проблема наложения эхо-сигналов РСА соседних тактов зондирования, называемых помехами неоднозначности по дальности или рекуррентными помехами. В литературе данную проблему решают путем использования в соседних тактах зондирования РСА ортогональных ЛЧМ и ФКМ-сигналов, что позволяет успешно подавлять ложные сигналы ярких точечных целей из соседних периодов повторения. Однако высокий уровень интегрального корреляционного шума ортогональных сигналов искажает радиолокационные изображения слабо отражающих поверхностей, расположенных рядом с яркими протяженными объектами. В работе для РСА рассмотрены различные типы зондирующих ФКМ-сигналов с нулевой зоной автокорреляции, позволяющие успешно решать задачу подавления рекуррентных помех как от точечных целей, так и от протяженных объектов. Проведен сравнительный анализ корреляционных характеристик ортогональных ЛЧМ и ФКМ-сигналов с различными типами ФКМ-сигналов с нулевой зоной автокорреляции.
Paper for journal
2 Application of hybrid projection method for analysis of electromagnetic wave scattering by a magnetic-dielectric axisymmetric Mikaelyan lens

Authors:

Kushneryov Mikhail Mikhailovich (Student, MIPT)

Keywords:

гибридный проекционный метод, линза Микаэляна, магнитно-диэлектрические линзы, осесимметричные линзы

Show/hide abstract
В работе описывается модификация гибридного проекционного метода для анализа рассеивания электромагнитного поля на осесимметричной магнитно-диэлектрической линзе Микаэляна, являющейся телом вращения, и имеющей переменные, зависящие от радиальной координаты магнитную и диэлектрическую проницаемости.
RSCI Report
3 Array of circular planar antennas with circular polarization

Authors:

habib rammah feras (PhD student, MPEI)

Mikhailov Mikhail Sergeyevich (Associate Professor, MPEI)

Permyakov Sergey Valerievich (engineer, MPEI)

Keywords:

антенная решетка; круговая поляризация, круговая планарная антенна

Show/hide abstract
В докладе рассмотрена решетка 2х2 из круговых планарных антенн с круговой поляризацией в L диапазоне. Конструкция элемента включает в себя вырез в планарной антенне, который выступает в качестве источника второго ортогонального поля в квадратуре для создания круговой поляризации, устраняя необходимость во внешнем втором питании.
RSCI Report
4 Estimation of the required energy for a channel for high-precision phase direction finding of low-Earth orbit space objects based on antenna field

Authors:

Baskakov Alexander Iljich (professor, National Research University “Moscow Power Engineering Institute”)

Komarov Aleksei Aleksandrovich (Head of chair, National Research University “Moscow Power Engineering Institute”)

Shimkin Pavel Evgenjevich (associate professor, National Research University “Moscow Power Engineering Institute”)

Keywords:

космический мусор, многоантенное поле, радиолокационный мониторинг, фазовый пеленгатор, радиовидение

Show/hide abstract
Для решения задачи радиолокационных наблюдений малоразмерных космических объектов естественного и искусственного происхождения предложена многоантенная распределённая структура на основе адаптивных антенных решёток. В работе показана методика оценки шумовых погрешностей фазового метода пеленгования низкоорбитальных космических объектов для канала высокоточного фазового пеленгования на базе элементов мнгогоантенного поля. Полученные результаты  характеризуют потенциальную точность системы. Исходя из заданной дисперсии флуктуаций фазы по предложенной методике определяется требуемое отношение сигнал/шум на входе измерителя.
Paper for journal
5 MODELING AND DESIGN OF A MULTILAYER MICROSTRIP ANTENNA-FILTER

Authors:

dayoub ali (phd student, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "National Research University "MPEI")

Komarov Aleskei ِAleksandrovich (Head of department, National Research University "Moscow Power Engineering Institute)

Keywords:

антенна-фильтр, микрополосковая антенна, многослойная патч-антенна, щеловая связь, глобальные навигационные спутниковые системы.

Show/hide abstract
В работе предложена микрополосковая патч-антенна для приема сигналов GPS, ГЛОНАСС, Iridium. Для улучшения пропускной способности  используется щелевая связь патча с линией питания.
RSCI Report
6 Model of spatiotemporal coherent summation of Ultra-WideBand chaotic radio pulses generated by independent emitters

Authors:

Zubkov Aleksandr Sergeevich (Graduate Student, MIPT)

Kuzmin Lev Victorovich (Leading Researcher, Kotelnikov IRE RAS)

Efremova Elena Valerievna (Leading Researcher, Kotelnikov IRE RAS)

Keywords:

Сверхширокополосные импульсы, хаотические колебаний, когерентное сложение, диаграмма направленности, беспроводная сверхширокополосная связь.

Show/hide abstract
Предлагается модель пространственно-временного сложения сверхширокополосных хаотических радиоимпульсов. Обосновывается целесообразность и необходимость данной модели для анализа сценариев когерентного во времени излучения сверхширокополосных хаотических радиоимпульсов независимыми излучателями в рамках модели передачи информации в беспроводных сверхширокополосных системах.
Paper for journal
7 Modernization of the principle of lengthening the current path to increase the broadband of microstrip antennas teacher

Authors:

Harlampev Kirill Sergeevich (Postgraduate, MPEI)

Mihailov Mihail Sergeevich (Associate Professor, MPEI)

Kozhevnikov Kiril Yurievich (Engineer, MPEI)

Keywords:

микрополосковые антенны; широкополосность; КСВн; принцип удлинения пути тока

Show/hide abstract
В работе рассмотрен модернизированный принцип пути удлинения тока, построенный на скруглении граней. Представлено описание полученной структуры. Проведено электродинамическое моделирование с целью получения частотных характеристик антенн, диаграмм направленностей и их параметров, расчет коэффициента эллиптичности. Рассмотрено влияние геометрических размеров структуры на характеристики микрополосковых антенн при использовании данного метода повышения широкополосности.
RSCI Report
8 Optimization of the geometric structure of an extended antenna field using a genetic algorithm

Authors:

Mikhailov Alexey Mikhailovich (Student, MPEI)

Komarov Alexey Alexandrovich (Director of department, МЭИ)

Mikhailov Mikhail Sergeyevich (Associate Professor, MPEI)

Keywords:

генетический алгоритм, оптимизация геометрической структуры, уменьшение дифракционных максимумов, апериодические антенные решётки

Show/hide abstract
В данной работе рассматривается вариант оптимизации геометрической структуры антенного поля с применением генетического алгоритма, определяются необходимое количество антенных элементов, координаты антенных элементов, расстояния между ними, критерием для оптимизации является снижения уровня дифракционных максимумов, это достигается путём образования неэквидистантной антенной решётки. Для простоты начальных исследований антенные элементы взяты как точечные источники излучения с единичной диаграммой направленности. Полученная разность между главным максимумом и дифракционными после оптимизации составила 10,7 дБ на частоте 100 МГц.
RSCI Report
9 Outdoor and Indoor Attenuation of Ultrawideband Chaotic Radio Signals

Authors:

Andreyev Yuri Veniaminovich (researcher, MIPT)

Keywords:

сверхширокополосный сигнал, хаотический сигнал, динамический хаос, автокорреляция, распространение радиосигналов, .формула Введенского, двухлучевая модель, интерференционный множитель

Show/hide abstract
Исследованы особенности распространения сверхширокополосного хаотического радиосигнала над поверхностью Земли и в помещениях с помощью интерференционных моделей (двухлучевой и трехлучевой). Показано, что при распространении на открытой местности существует предельное расстояние (точка срыва), до которого сверхширокополосная волна затухает примерно как в свободном пространстве с пока-зателем затухания n = 2, не испытывая замираний, благодаря крайне малому времени автокорреляции сверхширокополосной волны; за точкой срыва показатель затухания волны становится равным n = 4.
Для описания распространения сверхширокополосного сигнала внутри помещений предложена модель с парными отражениями. Показано, что, в отличие от открытой мест-ности, в многолучевой среде помещений характер затухания волны с расстоянием близок к среде свободного пространства. Благодаря этому, дальность сверхширокополосных си-стем связи в помещении должна быть выше, чем на открытой местности.
RSCI Report
10 Slowing metal medium for broadband lenses

Authors:

Kaloshin Vadim (Head of Laboratory, Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics)

Bui Van Chung (Student, MIPT)

Keywords:

замедляющая среда; гофрированный волновод; частотная дисперсия; пространственнная дисперсия; линза Микаэляна

Show/hide abstract
Исследованы замедляющие свойства среды на основе параллельных гофрированных металлических поверхностей с сечением гофра в виде сопряженных дуг окружностей. Показано, что среда обладает сильной пространственной дисперсией и частотной дисперсией, существенно более  слабой, чем среда с гофром синусоидальной формы. С использованием численного моделирования проведен  анализ антенн на основе линзы Микаэляна из таких сред.
RSCI Report
11 The second-order filter with growing memory and range-Doppler coupling error

Authors:

Murzova Mariya Andreevna (Senior Research Scientist, PJSC «Radiophysics»)

Farber Vladimir Efimovich (Head of department, PJSC «Radiophysics»)

Keywords:

Фильтр Калмана, фильтр второго порядка, растущая память, сигнал с линейной частотной модуляцией, коэффициент скоростного смещения.

Show/hide abstract
При сопровождении объектов на активном участке или участке маневра используют фильтры выского порядка, например, второго. Такие фильтры производят оценку положения и скорости, а также оценку ускорения движения объекта. При наличии скоростной ошибки во входных измерениях дальности структура фильтра модифицируется. Скоростная ошибка в измерниях появляется при использовании зондирующих сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) в радиолокационных станциях (РЛС). Скоростная ошибка зависит от параметров ЛЧМ-сигнала и радиальной скорости движения объекта, в результате чего измеренное значение дальности будет смещенным относительно истинного значения. В работе представлены характеристики фильтра второго порядка с растущей памятью с учетом скоростной ошибки. Представлена взаимосвязь фильтров с учетом и без учета скоростной ошибки в измерениях дальности.
RSCI Thesis
12 Verification of DoA algorithm on the base of experimental data and numerical simulations in Automotive Distributed Non-Coherent Multi-Radars System

Authors:

Artyukhin Igor Vladimirovich (Engineer, UNN)

Flaksman Alexander Grigorievich (Professor, UNN)

Rubtsov Alexey Evgenievich (Senior Researcher, UNN)

Keywords:

Системы безопасности и системы помощи водителю, система распределенных некогерентных автомобильных радаров, алгоритм оценки углов прихода сигналов

Show/hide abstract
Современное направление развития системы безопасности и системы помощи водителю заключается в объедение отдельных распределенных радаров расположенных на автомобиле в единый комплекс с совместной обработкой сигналов для получения лучших характеристик в задачах обнаружения, позиционирования, распознавания целей. 
Некогерентная обработка подразумевает объединение сигналов отдельных радаров, работающих в моностатичном режиме. Алгоритм оценки углов прихода с малой вычислительной сложностью был предложен авторами в предыдущих работах. Настоящая работа посвящена исследованию эффективности алгоритма оценки углов прихода сигналов на основе экспериментальных данных и численного моделирования.
Paper for journal
13 Wireless Modules For Measuring The Time Of Arrival Of Ultra-Wideband Chaotic Radio Pulses In A Positioning Problem

Authors:

Prokhorov Vladimir Alekseevich (Student, MIPT)

Krivenko Andrei Andreevich (Student, MIPT)

Efremova Elena Valerievna (Leading Researcher, Kotelnikov IRE of RAS)

Kuzmin Lev Viktorovich (Leading Researcher, Kotelnikov IRE of RAS)

Keywords:

сверхширокополосные сигналы, сверхширокополосные хаотические радиоимпульсы, беспроводное позиционирование

Show/hide abstract
Тема работы относится к актуальному научному направлению –беспроводному позиционированию объектов относительно системы маяков внутри помещений. Описывается экспериментальный макет модулей, предназначенных для беспроводного измерения расстояния между ними при помощи сверхширокополосных хаотических радиоимпульсов микроволнового диапазона.
RSCI Report
14 Линейная решетка спиральных антенн с секторными диаграммами направленности

Authors:

Sidorov Kirill MIkhailovich (PhD student, MIPT)

Keywords:

фазированные антенные решетки, спиральные антенны, секторные диаграммы направленности

Show/hide abstract
Предложены и рассмотрены линейные фазированные антенные решетки конечных размеров с излучателями в виде спиральных антенн. Представлена конструкция спиральной антенны с низкими потерями по входу. Проведено электродинамическое моделирование, включающее оптимизацию геометрических параметров элемента решетки с целью формирования секторных диаграмм направленности элемента. Также исследовано влияние краевых эффектов на форму диаграммы направленности.
RSCI Report
15 СВЕРХДИАПАЗОННАЯ ПОЛИКОНИЧЕСКАЯ АНТЕННА С ГРАДИЕНТНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЛИНЗОЙ

Authors:

Kaloshin Vadim Anatolevich (Head of library, Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics)

Nguyen The Thanh (Aspirant, Moscow Institute of Physics and Technology)

Keywords:

поликоническая антенна, сверхширокополосная антенна, сверхдиапазонная антенна, градиентная линза

Show/hide abstract
Предложена и c использованием численного моделирования в программной cреде ANSYS HFSS исследована всенаправленная в горизонтальной плоскости поликоническая антенна с градиентной диэлектрической анизотропной линзой Микаэляна, которая  выполнена в виде набора параллельных дисков из полистирола различной толщины. В результате исследования и оптимизации параметров показано, что оптимизированная поликоническая антенна с линзой обеспечивает высокую эффективность в полосе частот 40:1
RSCI Thesis

Computing Technologies and Systems

# Paper title Paper description Type
1 A Multiphase queueing system with Markovian Arrival Process input flow and common retrial orbit

Authors:

Dang Minh Cong (Student, MIPT)

Keywords:

multiphase queues, tandem queues, blocking queues, retrial queues, MAP

Show/hide abstract
We consider a tandem of multiple blocking queues connected in linear topology and a common retrial queue with limited buffer for other queues in system. The input flow to the tandem is a Markovian arrival process. An analytical model of the system is investigated, from which performance measures of the system are derived. Comparison of numerical results from analytical model with simulation model are also performed.
RSCI Thesis
2 Application of modified Gram-Schmidt algorithm for estimating the calibration characteristics of microwave humidity sensor

Authors:

Karelin Aleksei Evgen'evich (Associate professor, TUSUR)

Romanova Mariya Andreevna (Researcher, ICS RAS)

Svetlakov Anatolii Antonovich (Professor, TUSUR)

Mamchenko Mark Vladislavovich (Researcher, ICS RAS)

Keywords:

аппроксимация, алгоритм Грама-Шмидта, калибровочная характеристика

Show/hide abstract
В работе представлены результаты практического применения предложенного модифицированного алгоритма Грама-Шмидта ортонормирования конечномерных векторов на примере решения задачи аппроксимации калибровочных характеристик для датчика Hydro-Mix VII. Численное моделирование с применением алгоритма показало его работоспособность и согласованность сформированной математической модели объекта при решении вышеуказанной прикладной задачи с учетом малого количества измерений. В частности, полученные значения среднеквадратической ошибки сопоставимы с аналогичными значениями при использовании метода наименьших квадратов.
RSCI Report
3 Development Of Optimisation Framework For Embedded Software Based On Automatic Tuning Of Modern GCC Compiler Via Optimisation Phases Reordering

Authors:

Otrashchenko Aleksey Ivanovich (Student, MIPT)

Akimov Zakhar Danilovich (Student, MIPT)

Efanov Nikolay Nikolaevich (Docent, MIPT)

Keywords:

оптимизирующий компилятор, генетический алгоритм, машинное обучение, GCC, обучение с подкреплением, характеризация функций, авто-настройка компилятора

Show/hide abstract
В работе рассматривается имплементация программной инфраструктуры на базе компилятора GCC, позволяющей настраивать последовательность оптимизационных проходов при компиляции. С использованием разработанной инфраструктуры авторами реализовано два подхода для авто-настройки компилятора: на основе генетического алгоритма и обучения с подкреплением. В ходе экспериментального сравнения подходов, был получен и проанализирован выигрыш в размере бинарных файлов набора открытых бенчмарков без увеличения времени исполнения.
Paper for journal
4 Development of a System for Storing and Distributing Initial Settings of Microprocessor Components

Authors:

Tsoy Mark Olegovich (Engineer, MCST)

Alfonso Daniil Maksimovich (Engineer, MCST)

Keywords:

Контроллер энергонезависимой памяти, eFuse, antifuse, разбраковка микропроцессора, выход годных

Show/hide abstract
Работа посвящена разработке системы хранения и эксплуатации данных, являющихся индивидуальными для каждого конкретного экземпляра микропроцессора и предназначенных для настройки различных его компонентов. В работе приводится описание реализации подобной системы для микропроцессоров из серии “Эльбрус”.
RSCI Thesis
5 Exploring the Space of Function Level Phase Ordering for Code Size Reduction at Constant Execution Time using Random Optimization Sequences in GCC

Authors:

Lebedev Georgiy Konstantinovich (Student, MIPT)

Efanov Nikolay Nikolayevich (Professor, MIPT)

Keywords:

benchmark; compiler; code-size reduction; execution; exploration; GCC; optimization; phase ordering;

Show/hide abstract
With the ubiquity of memory-constrained embedded systems, there is a widespread need for code size reduction at constant execution time. Various compiler auto-tuning techniques have been shown to be feasible for code size reduction. However, the execution time constraint, which can become a critical factor for embedded applications that need to meet real-time requirements, has not been considered. To date, GCC remains the most popular choice for compiling embedded targets, yet phase ordering research on GCC has not advanced since the time of Milepost GCC, and current auto-tuning research related to GCC focuses on flag tuning.

In this work, we explore the phase ordering space for code size reduction at constant execution time in GCC. While previous auto-tuning work has focused on whole-program tuning, we investigate finer-grained tuning at the function level. We describe a system for designing and exploring function level optimization sequences in GCC, using code size constrained by constant execution time as an objective function. We have used this system to explore function level optimization sequences applied to a representative benchmark suite. This exploration shows that the probability of beating the function level optimization sequence of GCC’s -O2 with random sequences can be estimated to be 9%. However, the probability distribution varies from function to function, with the default level of optimization proving effective for the majority of functions, while yielding suboptimal results for a select few.
Paper for journal
6 Extending Asim approach by modeling AXI protocols family

Authors:

Kryukov Pavel Igorevich (Professor, MIPT)

Korolev Kirill Alekseevich (Employee, PJSC Sberbank)

Ladin Oleg Igorevich (PhD, MIPT)

Keywords:

Asim, C++, моделирование вычислительных систем, анализ производительности, AXI4, AXIStream, AXILite

Show/hide abstract
Подход моделирования производительности Asim использует порты – однонаправленную модель физических каналов, не позволяющую моделировать современные протоколы пересылки данных семейства AXI. Авторами предложены изменения в интерфейсах и имплементации портов Asim, позволяющие внедрить моделирование AXI на уровне фреймворка, что снизило накладные расходы на разработку, поддержку и валидацию, а также обеспечить высокую скорость моделирования.
RSCI Thesis
7 Hardware Compression for Processor Networks with Wide Data Channels

Authors:

Surchenko Aleksandr Viktorovich (Senior engineer, JSC "MCST")

Nedbailo Yuri Aleksandrovich (Lead engineer, JSC "MCST")

Keywords:

архитектура процессора, подсистема памяти, аппаратная компрессия данных, сеть-на-кристалле, межпроцессорные каналы связи, симулятор

Show/hide abstract
В данной работе предлагается новый подход к организации аппаратной компрессии данных в процессорных сетях, позволяющий осуществлять ее для широких каналов передачи. Рассматривается компрессия в межпроцессорных каналах связи, где применение компрессии способно оказать наибольший эффект. Повышение пропускной способности подсистемы памяти при использовании в ней аппаратной компрессии данных подтверждается экспериментальными результатами, показывающими рост IPC для задач пакета SPEC CPU2017.
Paper for journal
8 Multiple watermarking for images to counter attacks

Authors:

Melman Anna Sergeevna (Junior Researcher, Higher School of Economics)

Evsyutin Oleg Olegovich (Associate Professor, Higher School of Economics)

Senyukova Olesya Evgenievna (Student, Higher School of Economics)

Keywords:

защита информации, цифровые водяные знаки, обработка изображений, генетический алгоритм, множественное встраивание

Show/hide abstract
С распространением цифрового контента в современном мире проблема защиты авторских прав становится всё более актуальной. Эффективным решением данной проблемы является применение технологии цифровых водяных знаков (ЦВЗ), однако достижение высоких показателей незаметности и робастности встраивания является сложной задачей. В этом исследовании предложен новый алгоритм множественного встраивания ЦВЗ в гибридный домен цифровых изображений, основанный на применении метаэвристической оптимизации и отличающийся высокой незаметностью и устойчивостью к ряду атак обработки изображений, включая атаки кадрирования и добавления объектов на изображение.
Paper for journal
9 Optimising On-Chip Network Routers to Support Many Virtual Channels

Authors:

Nedbailo Yuri Aleksandrovich (Lead Engineer, MCST JSC, Ineum im. I.S.Bruka)

Keywords:

архитектура; многоядерность; накристалльная сеть; виртуальные каналы

Show/hide abstract
Детально описывается устройство коммутаторов накристальной сети многоядерного процессора, оптимизированных для поддержки сетью большого количества виртуальных каналов. Приводятся оценки производительности и стоимости коммутатора в сравнении с традиционной схемой
RSCI Thesis
10 RISCV Debug SPEC 1.0 implementation in GDB

Authors:

Tarasov Yuly Valerievich (Student, MIPT)

Vladimirov Konstantin Igorevich (Associate professor, MIPT)

Keywords:

GDB, RISCV, отладка, портирование отладчика

Show/hide abstract
В работе рассматривается проблема реализации новой спецификации внешней отладки для расширяемой архитектуры RISCV. Специфика задачи заключается в том, что реализация должна идти одновременно в отладчике и операционной системе. Эта работа концентрируется именно на поддержке в отладчике. Основными инструментами операционной системы для поддержки внешней отладки являются программируемые триггеры, конфигурируемые специальными системными регистрами, документированными в спецификации на внешнюю отладку. Цель исследования заключалась в реализации взаимодействия отладчика с отладочными триггерами. В процессе была исследована поддержка внешней отладки, рассмотрены тонкости работы аппаратуры, не позволяющие обойтись модификацией только отладчика, и предложено решение для обхода этой проблемы. В результате работы реализованы соответствующие компоненты отладчика GDB, результаты были вынесены на ревью в репозитории с открытым исходным кодом и сейчас используются в индустрии.
RSCI Report
11 Search for potentially vectorizable cycles by solving the CS-reachability problem on a graph-structured representation of programs

Authors:

Ledneva Aleksandra Romanovna (Student, MIPT)

Efanov Nikolay Nikolayevich (Professor (Associate), MIPT)

Keywords:

автоматическая векторизация, циклы, КС-достижимость, компиляторы

Show/hide abstract
Работа посвящена адаптации статического анализатора кода Pathfinder для обнаружения циклов, которые не векторизуются современными компиляторами, но могут быть векторизованы после несложных преобразований. Алгоритм анализа основан на решении задачи КС-достижимости на граф-структурированном представлении программы с использованием формальной грамматики, задающей искомые паттерны. Рассмотрен пример детектирования цикла, векторизуемого после преобразования разделением. Обсуждены дальнейшие шаги по развитию разрабатываемого анализатора, которые необходимо произвести для того, чтобы последний мог стать эффективным инструментом разработчика.
RSCI Thesis

Artificial Intelligence systems

# Paper title Paper description Type
1 Ballistic Projectile Trajectories Classification Using Machine Learning

Authors:

Kovtunov Evgenii Valerievich (Student, MIPT)

Gaiduchenko Nikolai Evgenevich (Assistant, MIPT)

Vylegzhanina Olga Viktorovna (Head of Department, PJSC "S&P Association 'Almaz'")

Pushkov Alexander Alexandrovich (Head of STC, PJSC "S&P Association 'Almaz'")

Malashko Yanka Ivanovich (Deputy Head of Department, MIPT)

Keywords:

ballistic projectiles, trajectory classification, supervised machine learning, decision trees, logistic regression, bagging, boosting, radar target identification

Show/hide abstract
This study presents an algorithm designed for the classification of ballistic projectile trajectories. To compose the algorithm, we evaluate various machine learning methods using real radar data. These methods include k-nearest neighbors, decision trees, logistic regression, and their ensemble variations, namely bagging and boosting. By selecting essential trajectory features to enhance model training, the algorithm showcases robust classification performance.
Paper for journal
2 Description of the Optimization Method and Challenge of Deep Learning

Authors:

Al-azzawi Zobeda Hatif (Postgraduate student, MIPT)

Nazarov Alexey N (Professor, MIREA - RUSSIAN TECHNOLOGICAL UNIVERSITY)

Ibraheem Murooj khalid (Postgraduate student, MIPT)

Keywords:

deep learning, optimization methods.

Show/hide abstract
Today, deep learning has been used in most applications in real life, including speech recognition, natural language processing, medical health system, and picture recognition. The core of deep learning CNN models and these models faced the problem of error, so these models require optimized technique. The optimization techniques used to train deep neural networks have a significant impact on the efficacy of deep learning. In this article, we give a concept of deep learning and describe modern optimization techniques for deep learning like stochastic gradient descent, adagrad, adadelta, RMSprop and Adam. The mathematical equations of deep learning optimization have been explained. Investigate the advantages and disadvantages of each one. We conclude by offering suggestions for choosing optimization techniques for various deep learning workloads and datasets.
Paper for journal
3 Nature-Inspired Multimodal Quadruped Robot Locomotion

Authors:

Chaikovskaia Ekaterina Matveevna (software engineer, MIPT)

Litvinenko Vladimir Viktorovich (senior software engineer, MIPT)

Davydenko Egor Viktorovich (senior software engineer, MIPT)

Minashina Inna Konstantinovna (senior engineer, MIPT)

Gerasimov Vladimir Nikolaevich (senior software developer, MIPT)

Gorbachev Roman Aleksandrovich (head of laboratory (Laboratory of Wave Processes and Control Systems), MIPT)

Keywords:

legged robots, biomimetics, control systems

Show/hide abstract
Multimodal locomotion is designed to extend the functionality of the existing quadruped robot platform by allowing the robot dog to stand on its hind legs as a biped robot and then balance on two support points without any additional mechanical elements. This robot control system, trained by deep reinforcement learning, operates at the limits of the robot's capabilities, but is still safe to use due to the agent's unique four feet landing policy and pre-simulated heating of the motors. The proposed mode is inspired by how animals behave in nature when they stand on their hind legs to get a better view.
RSCI Report
4 Non-Linear Self-Interference Cancellation on Base of Mixed Newton Method

Authors:

Degtyarev Alexander Andreevich (PhD student, MIPT)

Bakhurin Sergey Alekseevich (Professor, MPEI)

Keywords:

Second order methods, convergence speed, complex-valued hessian, in-band full-duplex (IBFD) systems, self- interference cancellation (SIC), behavioral modelling

Show/hide abstract
The article researches solution to the task of self-interference cancellation (SIC) which arises during design of in-band full-duplex (FD) systems. Conventionally self-interference cancellation is conducted in digital domain by means of behavioral models due to the simplicity of implementation and appropriate performance. In addition, the models are usually trained by gradient-based optimizers. However, convergence speed of mentioned optimization approach leaves much to be desired. In this regard we propose to exploit a novel second-order training approach, called Mixed Newton Method. This algorithm uses information about loss function second-order derivatives and, as a result, provides high convergence speed in comparison to the traditional first-order methods.
RSCI Report