kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2026-2(22)-17kaz44-2491Research ArticleАВТОМАТИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИМОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ПОМЕХ В БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХMODELING AND ANALYSIS OF INTERFERENCE IN WIRELESS DATA TRANSMISSION SYSTEMShttps://orcid.org/0009-0008-5687-9778КожанжаровЕ. Е.KozhanzharovY. E.

Ерсин Ермекович Кожанжаров – докторант Школы цифровых технологий и искусственного интеллекта, 

070004, г. Усть-Каменогорск, ул. Д. Серикбаева, 19

Ersin Kozhanzharov – doctoral student at the School of Digital Technologies and Artificial Intelligence,

070004, Ust-Kamenogorsk, D. Serikbayev str., 1

kozhanzharov_ersin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3899-4245ГригорьеваС. В.GrigoryevaS. V.

Светлана Владимировна Григорьева – PhD, ассоциированный профессор Школы цифровых технологий и искусственного интеллекта, 

070004, г. Усть-Каменогорск, ул. Д. Серикбаева, 19

Svetlana Grigoryeva – PhD, Associate Professor of the School of Digital Technologies and Artificial Intelligence, 

070004, Ust-Kamenogorsk, D. Serikbayev str., 1

sgrigorieva@edu.ektu.kzhttps://orcid.org/0000-0002-7551-8846АлимхановаА. Ж.AlimkhanovaA.

Аслима Женисовна Алимханова – PhD, старший преподаватель кафедры «Информационные технологии»,

010000, г. Астана, ул. Кайым Мухамедханов, здание 37 А

Aslima Alimkhanova – PhD, Senior Lecturer of the Department of Information Technology,

010000, Astana, Kaiym Mukhamedkhanova str., 37 A

aslima_alimhanova@mail.ruВосточно-Казахстанский технический университет имени Д.СерикбаеваКазахстанD. Serikbayev East Kazakhstan technical universityKazakhstanКазахский университет технологии и бизнеса имени К.КулажановаКазахстанK. Kulazhanov Kazakh University of Technology and BusinessKazakhstan20262907202602(22)159168Copyright © Кожанжаров Е.Е., Григорьева С.В., Алимханова А.Ж., 20262026Кожанжаров Е.Е., Григорьева С.В., Алимханова А.Ж.Kozhanzharov Y.E., Grigoryeva S.V., Alimkhanova A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/2491

В данной статье представлена программно-аппаратная платформа для моделирования и анализа помех в беспроводных системах передачи данных, ориентированная на исследование устойчивости и надежности современных беспроводных сетей. Актуальность исследования обусловлена стремительным ростом числа устройств Интернета вещей, развитием сетей Wi-Fi и 5G, а также повышением требований к качеству и стабильности беспроводной связи в условиях воздействия внешних электромагнитных помех. Целью работы является разработка универсального инструмента для генерации, моделирования и анализа различных типов помех в беспроводных каналах передачи данных с возможностью визуализации процессов в режиме реального времени.

Аппаратная часть платформы включает передатчик, приемник и генератор помех, реализованные на базе микроконтроллеров ESP32. Для управления устройствами и сценариями моделирования разработано программное обеспечение на языке C++ в среде Arduino IDE. Обмен данными между модулями осуществляется по протоколу WebSocket в единой сети Wi-Fi, что обеспечивает синхронную передачу и обработку сигналов в реальном времени. В работе представлены электрические принципиальные схемы устройств, архитектура взаимодействия модулей и алгоритмы функционирования системы.

Разработанная платформа позволяет моделировать электромагнитные, шумовые и межканальные помехи, анализировать влияние амплитудной модуляции на качество передачи данных и оценивать устойчивость беспроводных соединений. Экспериментальные исследования подтвердили работоспособность системы и адекватность предложенной модели. Гибкая архитектура платформы позволяет адаптировать ее для исследования технологий Wi-Fi, Bluetooth и ZigBee, а также использовать в научных и образовательных целях при разработке новых методов повышения помехоустойчивости беспроводных сетей.

This paper presents a hardware and software platform for modeling and analyzing interference in wireless data transmission systems aimed at studying the reliability and stability of modern wireless communication networks. The relevance of the research is driven by the rapid growth of Internet of Things devices, the active deployment of Wi-Fi and 5G technologies, and the increasing requirements for communication quality and reliability under external electromagnetic interference conditions. The main objective of the study is to develop a universal tool for generating, simulating, and analyzing different types of interference in wireless communication channels with real-time visualization capabilities.

The hardware architecture includes a transmitter, receiver, and interference generator implemented on ESP32 microcontrollers. Software for controlling device parameters and simulation scenarios was developed in the C++ programming language using the Arduino IDE environment. Data exchange between system modules is organized through the WebSocket protocol within a unified Wi-Fi network, enabling synchronous real-time transmission and processing of signals. The paper describes the electrical schematics of the developed devices, the interaction architecture of the modules, and the operating algorithms of the system components.

The proposed platform makes it possible to simulate electromagnetic, noise, and adjacent-channel interference, analyze the influence of amplitude modulation on data transmission quality, and evaluate the stability of wireless communication channels. Experimental testing confirmed the effectiveness of the developed model and the operational reliability of the system. Due to its flexible architecture, the platform can be adapted for research on Wi-Fi, Bluetooth, and ZigBee technologies and can be effectively used in scientific and educational laboratories for developing and testing new interference mitigation methods in wireless networks.

модуляцияпомехибеспроводная сетьпрограммное обеспечениеESP32симуляцияmodulationinterferencewireless networksoftwareESP32simulationReferencesNumber of Internet of Things (IoT) connections worldwide from 2022 to 2023, with forecasts from 2024 to 2033. [Electronic resource]. https://www.statista.com/statistics/1183457/iot-connecteddevices-worldwide (accessed: 20.09.2025).Number of Internet of Things (IoT) connections worldwide from 2022 to 2023, with forecasts from 2024 to 2033. [Electronic resource]. https://www.statista.com/statistics/1183457/iot-connecteddevices-worldwide (accessed: 20.09.2025).State of IoT 2024: Number of connected IoT devices growing 13% to 18.8 billion globally. [Electronic resource]. https://iot-analytics.com/number-connected-iot-devices (accessed: 20.09.2025).State of IoT 2024: Number of connected IoT devices growing 13% to 18.8 billion globally. [Electronic resource]. https://iot-analytics.com/number-connected-iot-devices (accessed: 20.09.2025).Krishan R. Computational Analysis of Interference for Sustainable Operation of Wireless Networks / R. Krishan // In book: Sustainable Security Practices Using Blockchain, Quantum and Post-Quantum Technologies for Real Time Applications. – 2024. – P. 87-98.Krishan R. Computational Analysis of Interference for Sustainable Operation of Wireless Networks / R. Krishan // In book: Sustainable Security Practices Using Blockchain, Quantum and Post-Quantum Technologies for Real Time Applications. – 2024. – P. 87-98.Dionísio R. Radio Interference of Wireless Networks and the Impact of AR/VR Applications in Industrial Environments / R. Dionísio, F. Ribeiro, J. Metrolho // Electronics. – 2023. – Vol.12(1). https://doi.org/10.3390/electronics12010067.Dionísio R. Radio Interference of Wireless Networks and the Impact of AR/VR Applications in Industrial Environments / R. Dionísio, F. Ribeiro, J. Metrolho // Electronics. – 2023. – Vol.12(1). https://doi.org/10.3390/electronics12010067.Overview on Technologies for Combating Interference and Noise Management in 5G and Beyond Network / E.A. Jiya et al // Engineering and Technology Journal. – 2024. – Vol.09(08). – P.4621-4635. https://doi.org/10.47191/etj/v9i08.01.Overview on Technologies for Combating Interference and Noise Management in 5G and Beyond Network / E.A. Jiya et al // Engineering and Technology Journal. – 2024. – Vol.09(08). – P.4621-4635. https://doi.org/10.47191/etj/v9i08.01.Interference Management in 5G and Beyond Network: Requirements, Challenges and Future Directions / M.U.A. Siddiqui et al // IEEE Access. – 2021. – Vol. 9. – P.68932-68965. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3073543.Interference Management in 5G and Beyond Network: Requirements, Challenges and Future Directions / M.U.A. Siddiqui et al // IEEE Access. – 2021. – Vol. 9. – P.68932-68965. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3073543.Routing-Based Interference Mitigation in SDN Enabled Beyond 5G Communication Networks: A Comprehensive Survey / S.H. Kazmi et al // IEEE Access, 2023. – Vol.11. – P.4023-4041. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3235366.Routing-Based Interference Mitigation in SDN Enabled Beyond 5G Communication Networks: A Comprehensive Survey / S.H. Kazmi et al // IEEE Access, 2023. – Vol.11. – P.4023-4041. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3235366.Usage of Light-Emitting Diode Lighting and Visible Light Communication Technology for Temperature Control / S. Grigoryeva et al // Acta Polytechnica Hungarica. – 2021. – Vol.18 (4). – Р.7-24. https://doi.org/10.12700/APH.18.4.2021.4.1.Usage of Light-Emitting Diode Lighting and Visible Light Communication Technology for Temperature Control / S. Grigoryeva et al // Acta Polytechnica Hungarica. – 2021. – Vol.18 (4). – Р.7-24. https://doi.org/10.12700/APH.18.4.2021.4.1.Grigoryeva S. Research of indoor temperature data transmission using visible light communication technology / S. Grigoryeva, A. Alimkhanova, M. Batalova // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1843/1/012004.Grigoryeva S. Research of indoor temperature data transmission using visible light communication technology / S. Grigoryeva, A. Alimkhanova, M. Batalova // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1843/1/012004.Wireless Channel Emulator Market [Electronic resource]. https://www.verifiedmarketreports.com/ru/product/wireless-channel-emulator-market/ (accessed: 20.09.2025).Wireless Channel Emulator Market [Electronic resource]. https://www.verifiedmarketreports.com/ru/product/wireless-channel-emulator-market/ (accessed: 20.09.2025).Gonghao Ge. Principle and Analysis of Anti-interference and Anti-fading Techniques in Mobile Communication / Ge. Gonghao // Highlights in Science, Engineering and Technology. – 2022. – Vol.17. – P. 336-346. https://doi.org/10.54097/hset.v17i.2625.Gonghao Ge. Principle and Analysis of Anti-interference and Anti-fading Techniques in Mobile Communication / Ge. Gonghao // Highlights in Science, Engineering and Technology. – 2022. – Vol.17. – P. 336-346. https://doi.org/10.54097/hset.v17i.2625.Error-Correction Coding and Decoding / M. Tomlinson et al // Signals and Communication Technology. – 2017. – 527 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-51103-0.Error-Correction Coding and Decoding / M. Tomlinson et al // Signals and Communication Technology. – 2017. – 527 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-51103-0.Evaluating and Modeling IEEE 802.15.4 TSCH Resilience against Wi-Fi Interference in New Generation Highly-Dependable Wireless Sensor Networks / G. Cena et al // Ad Hoc Networks. – 2020. – Vol.106(4). https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2020.102199.Evaluating and Modeling IEEE 802.15.4 TSCH Resilience against Wi-Fi Interference in New Generation Highly-Dependable Wireless Sensor Networks / G. Cena et al // Ad Hoc Networks. – 2020. – Vol.106(4). https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2020.102199.Levitsky I. Study on Simultaneous Transmission and Reception on Multiple Links in IEEE 802.11be networks / I. Levitsky, Y. Okatev, E. Khorov // International Conference Engineering and Telecommunication. – Dolgoprudny, Russia,2020. https://doi.org/10.1109/ent50437.2020.9431275.Levitsky I. Study on Simultaneous Transmission and Reception on Multiple Links in IEEE 802.11be networks / I. Levitsky, Y. Okatev, E. Khorov // International Conference Engineering and Telecommunication. – Dolgoprudny, Russia,2020. https://doi.org/10.1109/ent50437.2020.9431275.Realizing Intelligent Spectrum Management for Integrated Satellite and Terrestrial Networks / Y.-C. Liang et al // Communications and Information Networks. – 2021. – Vol.6, № 1 – P.32-43. https://doi.org/10.23919/JCIN.2021.9387703.Realizing Intelligent Spectrum Management for Integrated Satellite and Terrestrial Networks / Y.-C. Liang et al // Communications and Information Networks. – 2021. – Vol.6, № 1 – P.32-43. https://doi.org/10.23919/JCIN.2021.9387703.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.