search icon search icon

Технологии беспроводной связи

  • Сквозные технологии НТИ: Беспроводная связь
  • II уровень РСОШ
  • 100 баллов к ЕГЭ
  • Сквозные технологии НТИ: Беспроводная связь
  • II уровень РСОШ
  • 100 баллов к ЕГЭ
Математика Информатика
  • Этап 1
    27 сентября — 17 октября
    2021
  • Этап 2
    9 ноября — 10 января
    2022
  • Финал
    21 февраля — 30 апреля
    2022

Расписание

Количество различных протоколов связи и систем, где их важно проектировать непрерывно растет, но понимание базовых принципов и способность конструировать каналы связи падает, в связи с ростом сложности протоколов. Навык создания собственных протоколов связи это начало движения в технологии связи — огромный растущий рынок в мире с увеличивающимся спросом на специалистов. Дальнейшее развитие беспроводных технологий связи это не только технологии связи для спутников или подводных аппаратов, но и для домашних устройств, систем сенсоров, дронов и других объектов Интернета вещей. 

Участники профиля «Технологии беспроводной связи» решают задачи построения сетей и обеспечения связи в условиях, когда одновременно с ростом числа подключаемых устройств и объёмов трафика повышаются требования к надёжности и производительности систем. Задачи профиля связаны с актуальными задачами систем связи, включая вопросы помехоустойчивого кодирования, передачи информации в условиях шумов, работы с различными форматами данных, разработки адаптивной системы слежения. 

На финале профиля команды работают в условиях, максимально приближенных к реальным условиям работы инженера: ограниченное время на решение задачи, отсутствие «готового решения», низкоскоростные и зашумлённые каналы связи, определённые требования безопасности к кодированию данных для передачи. А самое главное, что участники могут буквально на физическом уровне «пощупать» как устроены технологии связи.  Каждая команда в финале работает на программно-аппаратном комплексе «БТС». Он позволяет моделировать реальную ситуацию для систем связи нового типа между автономными роевыми объектами, такими как спутники, дроны или подводные необитаемые аппараты. 

Профиль включён в перечень Российского совета олимпиад школьников и приносит бонусы при поступлении в вузы (какие конкретно — зависит от правил приёма вуза).


Технологии беспроводной связи1
Технологии беспроводной связи2
Технологии беспроводной связи3
Технологии беспроводной связи4
Технологии беспроводной связи5
01 5

Этапы соревнований

Этап 1

На первом этапе участникам предстоит решать задания по математике и информатике.

Этап 2

Второй этап командный, поэтому оцениваться будет командный результат.

Главная задача второго этапа — формирование команды. Чем лучше вы выстроите командную работу на втором этапе, тем больше шансов на победу у вас будет в каждом из этапов. Обратите внимание на особенность профиля — уже со второго этапа высока роль Капитана команды, от его эффективных действий и распределения задач между членами команды будет зависеть успех выступления команды на втором туре.

Что нужно? Не боятся общаться, учиться эффективно распределять задачи, искать сильные стороны каждого участника вашей команды, успеть за второй тур нарастить общекомандные навыки — и коммуникативные, и профессиональные. Решить задачи максимально эффективно и результативно.

Что ждет? На втором этапе участникам профиля будут предложены тренировочные задачи, связанные с обработкой сигналов и анализом информации разных типов: графической, текстовой, видео и аудио, шифрованием. В ряде задач будут использоваться элементы теории антенн и теории автоматического управления. При решении участникам предстоит рассчитывать элементы каналов связи, писать программы управления на языках C/C++ и Python, анализировать характеристики.

Как готовиться ко второму этапу

  • Откройте задачники прошлых лет и решайте задачи из них.

Кстати, во время этого процесса можно попробовать распределять задачи сразу между участниками команды у вас в кружке или школе, или если вам удалось уже найти себе команду из других регионов, то вместе с ними.

Для разбора задач используйте курсы, указанные в материалах подготовки к профилю (курсы с видео разборами задач).

  • Познакомьтесь с кодированием данных
Статья “Помехоустойчивое кодирование с использованием различных кодов”,
Статья “Коды Рида-Соломона. Часть 1 — теория простым языком”,
Статья “Коды Рида-Соломона. Часть 2 — арифметика полей Галуа”,
Видео “Коды Хэмминга — Григорий Кабатянский”. Что привело Хэмминга к созданию его знаменитых кодов?

  • Познакомьтесь с математическими методами обработки данных.

Линейная апроксимация при обработке экспериментальных данных,

Апроксимация функции

  • Изучите материалы по форматам данных и сжатию данных.

Статья “Методы сжатия данных”,

Обзор методов сжатия данных,

Статья “Сжатие данных в примерах”

  • Познакомьтесь с понятием автокорреляционная функция.

Статья “Нежное введение в автокорреляцию и частичную автокорреляцию”,

Видео “Основы ЦОС:Корреляционная функция”

  • Подтяните навыки программирования на Python, С и Java.

Курс “Программирование на Python” - достаточная база, особое внимание урокам 3.8 и 3.9.,

Курс “Программирование на Python для решения олимпиадных задач” — наиболее сбалансирован по глубине, особое внимание третьему модулю,

Курс “Python: основы и применение” — затрагивает некоторые глубокие особенности языка, но нет уроков по библиотекам обработки данных,

Пособие Б.В. Керниган, Д.М. Ричи.“Язык СИ”,

Курс “Программирование на языке С++ для решения олимпиадных задач”,

УРОК J-15. ФОРМАТИРОВАНИЕ ЧИСЕЛ И ТЕКСТА В JAVA,

  • Пройдите курс “Введение в машинное обучение
  • Рекомендуем прочитать книгу “Код: тайный язык информатики” Чарльза Петцольда всем, кто учится программировать. Эта книга — азбука компьютерных технологий. Шаг за шагом автор знакомит читателя с сущностью кодирования информации, рассказывает об истории возникновения компьютеров, на практических примерах помогает освоить основные концепции информационных технологий, подробно излагает принципы работы процессора и других устройств компьютера.

Во время второго этапа советуем посещать все вебинары, на которых команда разработчиков будет давать подробные консультации по второму туру. А также добавиться в чат участников второго тура, ссылка на который будет у вас в личных кабинетах после прохождения во второй тур - там вы сможете задавать организационные вопросы и общаться друг с другом.

Финал

Задачи командного тура профиля заключительного этапа составлены таким образом, чтобы они, с одной стороны, были достаточно независимыми, а с другой образовывали взаимосвязанную цепочку, необходимую для решения финальной задачи. Количество одновременно решаемых задач определяет слаженность командной работы.

В финале командам будет необходимо решать задачи с тем, как закодировать и раскодировать сигнал, распределить сигнал, восстановить передающую систему, смоделировать спутниковый канал связи смоделировать и осуществить хорошее помехозащищённое кодирование. У участников будет возможность понять, как на самом деле работает современная инженерно-исследовательская команда.

Соревнования будут проходить с использованием образовательного комплекса «Беспроводные технологии связи» -разработанного компанией ИнСитиЛаб при финансовой поддержке Фонда содействия инновациям. Комплекс включает в себя стенд “Основы визуализации кодирования сигналов” и стенд “Узконаправленные каналы связи”. Комплекс позволяет моделировать реальную ситуацию для систем связи нового типа между автономными роевыми объектами, такими как спутники, дроны или подводные необитаемые аппараты.

В задачах финала рассматриваются вопросы слежения за подвижным источником сигнала с учётом телеметрии и обратной связи. Помимо слежения за источником участникам предстоит разработать и реализовать алгоритм адаптивной шифрации и дешифрации данных в реальном времени, что приводит к задаче создания протоколов передачи данных под конкретные условия среды и канала с учётом требований к надежности и характеру шумов. У команд есть возможность разработки и проверки собственного протокола связи.

Как готовиться к финалу

Что важно сделать до финала практически?

Очень рекомендуем еще во время второго тура изучить сильные стороны всех членов команды и эффективно распределить роли необходимые в команде.

Изучите задания прошлых лет на финалах трека, подумайте над стратегиями, которые вы сможете применить на финале. Задачи, конечно, будут другими, чем в прошлые годы, но если вы подготовитесь, то сможете найти новые интересные решения и решать новые задачи на более высоком уровне.

Еще раз вернитесь к задачам второго тура, найдите другие варианты их решения, изучите темы, на которые во время второго тура не хватило времени. Советуем не пропускать те темы, которые были непонятны, ведь они будут на финале и были включены во второй этап не просто так. Для разбора задач используйте курсы, указанные в материалах подготовки к профилю (курсы с видео разборами задач).

Вернитесь к курсу профиля “Технологии беспроводной связи”, пройдите курс, проверьте себя на понимание материала, выполняя задания для размышления и отвечая на вопросы по темам (материалы подготовки профиля).

Материалы подготовки профиля

  1. Курс “Технологии беспроводной связи” познакомит вас с базовыми понятиями беспроводной связи и поможет погрузиться в тематику профиля. Каждая лекция содержит задания для размышления, самопроверки и дополнительные материалы .
  2. Курс “Тематические разборы задач профиля ТБС”. В курсе собраны все задачи второго тура профиля за 2016/2017-2020/2021 гг по темам.
  3. Видео разборы задач 2020/2021 года приведены в курсе “Разбор задач второго этапа профиля ТБС Олимпиады КД НТИ 20/21” https://onti.polyus-nt.ru/course/view.php?id=11.

Рекомендации для наставника

Уважаемые наставники, рады приветствовать вас на нашем профиле. Если у вас есть возможность и желание помочь вашим ребятам участвовать в нашем профиле - надеемся на продуктивное сотрудничество.

Кружок по профилю и образовательные программы. В этом году мы предлагаем вам открыть кружок по профилю в вашем учреждении. Мы предлагаем вам стать частью сетевого сообщества в сфере технологий беспроводной связи. Кроме подготовки к ОНТИ, и дополнительного образования планируется проведения соревнований различных форматов от мини-хакатонов до многодневных инженерных соревнований с возможностью изменения уровня сложности задач и большой их вариативностью. Это станет просто, благодаря автоматизированной аппаратной проверке, реализованной на стендах комплекса БТС. 

 

Приглашаем вас познакомиться с материалами профиля для наставников:

Рекомендации по организации кружка и о возможных вариантах совместной работы, а также образовательные программы мы вышлем вам по запросу. Для этого отправьте запрос напишите координатору профиля в Telegram @DariaTsivileva или на почту daria.tsivileva@polyus-nt.com, и мы дадим вам подробную консультацию, о том как это осуществить конкретно в вашем случае. 

В случае, если вы пока не готовы открывать кружок, но хотите готовить ребят ко второму туру самостоятельно, ты мы советуем вам помочь ребятам двигаться тем курсом, который описан в материалах подготовки. Но самое главное потренируйтесь с ними в решении задач прошлых лет, организуйте живой процесс изучения и разбора задач. 

Общие рекомендации:

  1. Просим вас помочь ученикам с разбором заданий финалов прошлых лет. 

  2. В случае, если в вашем учреждении есть комплекс “БТС” или вы можете договориться с площадкой в вашем городе, где установлен комплекс, то рекомендуем вам провести ряд тренировочных игр с вашей командой. Задания на финале будут безусловно другими, но возможность проверить и наработать опыт игры на реальных стендах, позволит вашим ученикам более смело пробовать разные решения.

Рекомендуем вам обязательно провести на своей площадке хакатон, для отрабатывания со своими учениками навыков необходимых на финале. Хакатон не требует специального оборудования. Хакатон мы вышлем после второго тура по запросу на почту twc-onti@insitulab.pro.

Требования к команде

Знания

Математика: 

  • Алгебраический анализ данных.

  • Теория вероятностей. Комбинаторика.

  • Простейшие арифметические операции с матрицами. 

  • Геометрия. Базовые знания планиметрии.

Информатика 

  • Основы программирования на языке C/C++ или Python. 

  • Программирование систем управления (C/C++ или Python), в т. ч. систем с обратной связью (PID-регуляторов).

  • Протоколы передачи данных. 

  • Манипуляции с битами и байтами (C/C++ или Python).

  • Работа с рядами данных. Работа с матрицами, обработка простых массивов данных, работа с массивами высоких размерностей.

  • Выявление периодичностей в данных.

  • Работа с чтением/записью файлов. 

  • Работа с циклами условиями, использование условного и циклического оператора.

  • Работа с различными системами счисления. 

  • Использование рекурсивных алгоритмов.

  • Работа с организацией стека памяти.

  • Работа с анализом информации разных типов: графической, текстовой.

Дополнительные материалы: 

  • Теория сигналов и теория автоматического управления. 

  • Обработка сигналов, знакомство с методами борьбы с шумами.

  • Основы теории информации.

Hard skills необходимые для старта

  • основы программирования на Python

Hard skills необходимые финалистам

  • Умение программировать на языке C/C++ или Python.
  • Навыки работы с большими рядами данных в математических задачах.

Численность команды и роли

Для участия на втором и заключительном этапах вам понадобится команда из 3-5 человек.

Состав команды:

Роль 1. Программист — программирование адаптивной системы слежения, работа с протоколами связи.

Роль 2. Программист- исследователь — анализ характеристик шума в каналах, выбор схемы помехоустойчивого кодирования, помехоустойчивое кодирование для оптического канала.

Роль 3. Аналитик - исследователь — работа с данными и основами корреляционного анализа, работа с механикой стенда, расшифровка кодов и характеристик стенда. 

Роль 4. Программист - умение обработки сигналов, работа с данными и владение основами корреляционного анализа.

Роль 5. Капитан — сбор и анализ решений подзадач от всех специалистов, описанных выше, обсуждение и коррекция полученных результатов для более эффективного решения общей задачи, организация командной работы. Капитан должен обладать знаниями по всем основным темам, уметь разбираться в коде. 

Совмещение ролей возможно, но очень не советуем совмещать роль капитана с ролью программиста, так как грамотные действия капитана иногда являются критичными и решающими, а находясь одновременно в позиции программиста, очень сложно отвлечься от текущей реализации и принять необходимое решение. 

Второй тур, но в особенности финал включают в себя задачи, которые можно решать на разной глубине. Поэтому, если в вашей команде будут присутствовать все компетенции и вы сумеете слаженно работать под руководством капитана, вы сможете не только решить задачи на приемлемом уровне, а действительно побороться за победу.

Материалы подготовки

Разработчики

Партнеры

background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image
background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image