МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ПОМЕХ В БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

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.

1. 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).

2. 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).

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. Wireless Channel Emulator Market [Electronic resource]. https://www.verifiedmarketreports.com/ru/product/wireless-channel-emulator-market/ (accessed: 20.09.2025).

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.