Proizvodnja in distribucija električne energije se sooča z dvema velikima spremembama. Prvič, proizvodnja se preusmerja iz klasičnih virov energije, kot sta premog in jedrska energija, na obnovljive vire, kot sta sonce in veter. Drugič, pričakuje se, da bo poraba v nizkonapetostni mreži znatno narasla zaradi pričakovanega uvajanja električnih vozil. Zato je za stabilno delovanje pametnega distribucijskega omrežja s povečano penetracijo porazdeljenih virov nujno zagotoviti popoln nadzor nad energetskimi tokovi. V tem prispevku smo predlagali napredne merilne naprave, okvir upravljanja in varno komunikacijsko infrastrukturo, ki omogoča celostno opazovanje energetskih tokov v distribucijskem omrežju. Poleg tega lahko uporabniki, proizvajalci in drugi deležniki z uporabo predlagane infrastrukture dejavno sodelujejo in se usklajujejo s sistemskim operaterjem. V tem prispevku smo predstavili nove rešitve in analize le-teh, ki smo jih preizkusili v realnem testnem okolju Elektro-Primorske. IKT rešitve za pametna omrežja smo zagotavljali preko celičnih omrežij LTE. Še posebej smo izpostavili varnostne in komunikacijske zahteve, kot so na primer varnost od konca do konca, dinamična distribucija poverilnic in zelo zanesljiva komunikacija z nizko zakasnitvijo. Članek predstavlja rešitev za varno spremljanje in upravljanje delovanja pametnega distribucijskega omrežja preko mobilnega celičnega omrežja, ki smo jo pilotno razvili in demonstrirali v realnem obratovalnem okolju v okviru projekta 7.OP SUNSEED, v katerem smo bili tudi tehnični koordinator.
COBISS.SI-ID: 30453031
Omrežja 5. generacije (5G) za povezovanje med napravami (MTC) bodo sestavljena iz zgoščenih skupkov heterogenih brezžičnih naprav namenjenih različnim vertikalnim področjem uporabe od podpore storitvam v urbanih okoljih, zabavni industriji ter avtomatizaciji bivališč in proizvodnje, do povezovanja v obtelesna omrežja, razširjena omrežja, itd. Naprave bodo zasnovane na vrsti obstoječih in prihajajočih brezžičnih tehnologij, povezovale pa se bodo preko naprednih prehodov 5G oziroma baznih postaj interneta stvari (eNodeB IoT). Upravljanje in nastavljanje naprav bo potekalo na daljavo z ustreznimi nadzornimi aplikacijami in programskimi vmesniki. V članku se osredotočamo na programske vmesnike, ki omogočajo nadzor nad 5G MTC omrežji in predlagamo funkcionalno razdelitev funkcij v smeri proti končni napravi in proti strežniku. Kot referenčno implementacijo predlaganega vmesnika z uporabo REST funkcionalnosti pokažemo nadzorno aplikacijo za radijsko lokalizacijo. Zagotavljanje zanesljivih komunikacijah z nizkimi zakasnitvami predstavlja enega ključnih izzivov komunikacijskih omrežij 5. in prihodnjih generacij s poudarkom prav na povezovanju med napravami in primarnimi področji uporabe v proizvodnih procesih, pametnih energetskih omrežjih in pri avtonomni vožnji.
COBISS.SI-ID: 30593831
V prispevku predstavljamo nov model za napovedovanje učinkovitosti krajevno raznolikih sistemov v satelitskih komunikacijah milimetrskih valovnih dolžin. Model napoveduje skupno preseganje verjetnosti slabljenja zaradi dežja in temelji na novi družini Arhimedovih kopul, imenovanih hiperbolične kosekans kopule. Predlagano metodo lahko uporabimo pri napovedovanju skupnih statistik prvega reda slabljenja zaradi dežja pri dvo- in več-krajevno raznolikih sistemih. Za razliko od ostalih poznanih pristopov, ki slabljenje zaradi dežja na več povezavah hkrati izražajo le kot funkcijo medsebojnih razdalj med zemeljskimi postajami, naš model upošteva tudi parametra elevacijskega in izhodiščnega kota. Za preizkus metode smo opravili številne teste na obsežni bazi podatkov preteklih krajevno raznolikih sistemov z različnimi konfiguracijami. Testi so pokazali, da je predlagani model uspešnejši od priporočila organizacije ITU-R P.618-12 kot tudi od najsodobnejših modelov, temelječih na Arhimedovi Clayton kopuli in Gaussovi kopuli. Raziskave krajevno raznolikega sprejema so pomembne za visokozmogljive satelitske sisteme prihodnje generacije, ki bodo delovali v višjih frekvenčnih pasovih, kjer je atmosfersko slabljenje še posebej izrazito.
COBISS.SI-ID: 30651175
Razvili smo metodologijo, ki vodi raziskovalce v razvoju učinkovitih brezžičnih sistemov sestavljenih iz povezav naprava-naprava, kjer imajo napravi omejene zmogljivosti. S predlagano metodologijo lahko eksperimentalno ovrednotimo in ponovimo obstoječe teoretične trditve. Metodologijo sestavlja šest zaporednih korakov, in sicer: (i) oblikovanje diskretnega problema, (ii) razvoj teoretičnega formalizma, (iii) oblikovanje algoritma, (iv) opredelitev ocenjevalnih meril, (v) opredelitev eksperimentalne postavitve in (vi) izvedbe eksperimentalnega vrednotenja. Kot primer uporabe predlagane metodologije smo predstavili razvoj in ovrednotenje učinkovitega sistema za zmanjšanje motenj med napravami, ki podpirajo samo diskretne nivoje oddajne moči. V konceptu interneta stvari so povezave med tipično manj zmogljivimi napravami ključnega pomena za razvoj in zagotavljanje novih aplikacij, pri čemer si razvijalci lahko pomagajo s predlagano metodologijo.
COBISS.SI-ID: 30267943
V prispevku analiziramo vpliv značilnih objektov na radijski kanal v milimetrskem področju za različne železniške scenarije z različnimi konfiguracijami. Na osnovi meritev dvanajstih materialov, ki so običajno prisotni v železniškem okolju, v milimetrskem frekvenčnem področju, so ugotovljeni pripadajoči elektromagnetni parametri na osnovi katerih je umerjen 3D simulator sledenja žarkom (RT). Rezultati nakazujejo, da se lahko umerjen RT simulator uporablja za tvorjenje radijskega kanala v milimetrskem področju za železniške scenarije. Na osnovi primerjave vplivov tipičnih objektov in pripadajočih materialov so za vsak scenarij določeni tudi vplivni objekti. Rezultati ne analizirajo samo vpliv okolja razširjanja na radijski kanal, temveč omogočajo tudi učinkovito rekonstrukcijo modela radijskega okolja primernega za uporabo v RT simulacijah. Rezultati so posebno pomembni v luči zagotavljanja storitev mobilnih komunikacij 5. generacije v železniških scenarijih, so pa rezultat večletnega sodelovanja z raziskovalno skupino s Kitajske na podlagi naše publikacije iz leta 2014 (COBISS ID 27108391) v najprestižnejši reviji iz področja. Z isto skupino avtorjev je bil leta 2018 v isti reviji objavljen še en prispevek (COBISS ID 31180327), pred tem pa že dva prispevka v revijah (1A1 in 1A2) in 5 konferenčnih prispevkov.
COBISS.SI-ID: 30993447
Podatkovno podprte raziskave temeljijo na podatkih iz realnega obratovalnega okolja za vpogled v obnašanje sistema. Omogočajo analizo majhnih in enostavnih kot tudi večjih in bolj zapletenih sistemov, da bi ocenili, ali delujejo v skladu s predvideno zasnovo in rezultati simulacij. Brezžična omrežja lahko izkazujejo nepredvidljive interakcije med algoritmi iz različnih protokolnih slojev, interakcije med več napravami in specifične vplive uporabljene strojne opreme. Te interakcije lahko privedejo do razlike med delovanjem v realnem okolju in delovanjem v času načrtovanja. Podatkovno podprte metode lahko pomagajo odkriti dejansko obnašanje omrežja in ga po možnosti pomagajo popraviti. Podatkovno podprte metode se vedno bolj uporabljajo na področju raziskav brezžičnih sistemov. Za uporabo podatkovno podprtih raziskav v brezžičnih omrežjih v tem prispevku prikažemo podrobno metodologijo, ki omogoča pridobivanje znanja iz surovih brezžičnih sledi podatkovnih omrežij. Ti pristopi s podatkovno podprtimi metodami postajajo neobhodni za upravljanje in optimizacijo vse kompleksnejših heterogenih programirljivih omrežij prihodnjih generacij.
COBISS.SI-ID: 29528103
Prispevek opisuje glavne rezultate projekta 7.OP ABSOLUTE v smislu arhitekture sistema in omrežja, regulative, implementacije letečih baznih postaj, mobilnih prizemnih enot, satelitske povratne povezave, S-MIM satelitskega prenosa sporočil in večmodalnega uporabniškega terminala. Projekt ABSOLUTE se je osredotočal na načrtovanje, izdelovanje prototipa in demonstracijo visoko zmogljivih IP mobilnih podatkovnih omrežji z majhno zakasnitvijo in velikim področjem pokritja, ki so uporabna za dostavo multimedijskih vsebin v različnih scenarijih, vključno s scenariji za zagotavljanje javne varnosti, zaščite in reševanja. V projektu so uporabljena zračna, prizemna in satelitska omrežja za izgradnjo samostojnega, robustnega in odpornega komunikacijskega sistema. Rešitve, ki smo jih razvili in prototipirali v okviru projekta ABSOLUTE, so primerne tako za optimizacijo pokritja mobilnih omrežij, kot smo pokazali tudi v projektih 7.OP SUNSEED in H2020 eWINE, kot za načrtovanje in priložnostno postavitev začasnega komunikacijskega sistema za izredne razmere.
COBISS.SI-ID: 29534247
V tem prispevku smo predlagali uporabniško usmerjen pristop k modeliranju prometa uporabnikov v telekomunikacijskem omrežju. Predlagani model smo ovrednotili pri uvajanju, optimizaciji in načrtovanju novih storitev v slovenskem nacionalnem ponudniku telekomunikacijskih storitev, Telekomu Slovenije d.d. Predlagani pristop temelji na končnih uporabnikih in njihovih profilih, ki smo jih modelirali s pomočjo dejanskih meritev opazovanega telekomunikacijskega omrežja, ki sestoji iz več kot tisoč večstoritvenih dostopovnih vozlišč, na katere je priključeno preko 300 tisoč uporabnikov. Predlagani model omrežnega prometa je bil uspešno potrjen, saj so v opazovanem obdobju meritve obremenitev posameznih povezav odstopale manj kot 5 % od modeliranih obremenitev. Poleg tega smo predlagani model uporabili tudi pri ovrednotenju in optimizaciji vpeljave storitve »Hitro preklapljanje med TV kanali«. Članek je rezultat večletnega sodelovanja s podjetjem Telekom Slovenije na modeliranju in optimizaciji realnega telekomunikacijskega omrežja, metode in ugotovitve pa so neposredno uporabne tudi za omrežja drugih operaterjev. Pomen rezultatov potrjuje tudi nagrada za najboljši članek leta 2015 s strani IEEE ComSoc Technical Committee on Communications Systems Integration and Modeling.
COBISS.SI-ID: 28767783
Prispevek opisuje problem vejitev pri vzporednem izvajanju programskih niti na današnjih grafičnih procesorjih z arhitekturo SIMT (Single Instruction Multiple Thread). Metode sledenja radijskim žarkom so pogosto implementirane na takih arhitekturah. Računanje sečišč žarka z objekti v prostoru tipično zahteva različne programske poti v vzporedno izvajajočih se nitih. Vejitve vplivajo na hitrost procesiranja, čeprav programski model definira niti kot medsebojno neodvisne. V članku je opisana optimizacija programskih zank, ki zagotovi učinkovitejše izvajanje programov na masivno-vzporednih računalniških arhitekturah z boljšo poravnavo izvajanja niti. Ta je dosežena z ustreznim razvrščanjem programskih zank. Metoda pride do izraza v primeru računsko intenzivnih problemov, kot je tudi pokazano na nekaj primerih. Predlagana optimizacija ne zahteva strojnih prilagoditev arhitekture in s tem ohranja vse prednosti podatkovne vzporednosti, hkrati pa pospeši izvajanje nalog, kot je izračun radijskega pokritja. Z zgoščevanjem celic mobilnih omrežij in sprotnim prilagajanjem pokritja spremenljivim zahtevam po prenosnih zmogljivostih je predlagana pohitritev računanja pokritja brezžičnega omrežja izrednega pomena in je neposredno uporabna v realnih omrežjih.
COBISS.SI-ID: 28013351
Obstoječe rešitve notranje lokalizacije zagotavljajo različne stopnje natančnosti, kar je odvisno tudi od kompleksnosti radijskega okolja v zaprtih prostorih. V članku smo predlagali dva originalna načina za zmanjšanje napake lokalizacije v notranjih pogojih brez neposredne vidljivosti (NLoS), ki temeljita na uporabi surovega impulznega odziva kanala (CIR) na ultra širokopasovni (UWB) radijski signal brez predhodnega poznavanja radijskega okolja. Metodi sta zasnovani na klasifikaciji kanalov NLoS in modelih regresije napak razdalje, in porabljata konvolucijske nevronske mreže (CNN). Klasifikacija kanalov NLoS z uporabo surovih podatkov CIR presega obstoječe pristope, ki temeljijo na izvedenih vhodnih signalih. Z napovedovanjem stanja kanala NLoS in napake razdalje pa znatno izboljšamo lokalizacijo v zaprtih prostorih. V prispevku ocenimo tudi računsko zahtevnost in primernost predlaganih algoritmov, ki uporabljajo CNN, na platformah z različnimi računskimi zmogljivostmi in pokažemo, da jih v porazdeljenem lokalizacijskem sistemu lahko uporabljamo tudi na računsko omejenih napravah. Lokalizacija v zaprtih prostorih je ena ključnih omogočitvenih tehnologij za različna področja uporabe in storitev komunikacij naslednje generacije, saj bo omogočala boljše poznavanje lokacije in konteksta uporabnikov in s tem lokacijsko prilagojenih aplikacij kot tudi prostorsko in časovno optimizacijo omrežnih zmogljivosti.
COBISS.SI-ID: 31291943