https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/36552 2026-04-08T15:33:39Z 2026-04-08T15:33:39Z Васильківський, М. В. Городецька, О. С. Стальченко, О. В. Климчук, Б. С. Vasylkivskyi, M. V. Horodetska, O. S. Stalchenko, O. V. Klymchuk, B. S. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/36569 2023-03-28T10:55:36Z 2023-01-01T00:00:00Z

Підвищення ефективності інтелектуальних мереж MIMO на основі 6G Васильківський, М. В.; Городецька, О. С.; Стальченко, О. В.; Климчук, Б. С.; Vasylkivskyi, M. V.; Horodetska, O. S.; Stalchenko, O. V.; Klymchuk, B. S. Визначено способи підвищення ефективності мереж радіодоступу 6G за рахунок нових принципів проектування та критеріїв оптимізації структури MIMO. Досліджена гнучка та універсальна мережа із можливістю розширення не тільки за рахунок досягнень в існуючих технологіях, а й за рахунок численних нових технологій, таких як ELAA, RIS, штучний інтелект, сканування, нових матеріалів, а також нових конструкцій та структур антен. Розглянуті технології нададуть універсальний набір інструментів збільшення пропускної здатності мережі. Досліджено досягнення в галузі радіочастотних компонентів, обробки сигналів та антеного зв'язку, які вплинуть на різні аспекти систем MIMO, включаючи модулятори, форми сигналів та конструкції приймачів. Розглянуті функціональні параметри трансиверів на основі електронних, фотонних та комбінованих технологій. Досліджено використання інтелектуальних радіоканалів, які значно покращують якість зв'язку, продуктивність системи, покриття стільника та якість зв'язку на межі стільника в бездротових мережах, що було доведено численними результатами моделювання у різних сценаріях. Визначено перспективний напрямок досліджень для надмасивних MIMO 6G, який є актуальним при використанні граток з надвеликою апертурою (ELAA). Визначено мету ELAA, яка полягає в тому, щоб всі користувачі використовували взаємно ортогональні канали з пропускною здатністю для кожного користувача, аналогічною каналу з адитивним гаусовим білим шумом. Досліджено інтелектуальний масивний MIMO в мережі 6G на основі ШІ, що забезпечує полегшення навчання та підвищує його ефективність. Розглянуто технологію OAM для високошвидкісної передачі на основі мультиплексування доступу з розділенням мод. Досліджено практичне застосування технології OAM при транзитній передачі між базовими станціями, передачі від пристрою до пристрою (D2D) та зв'язку між штучними супутниками, де відносно легко отримати необхідне вирівнювання осі. Здійснено аналіз розвитку технології MIMO враховуючи характеристики ТГц-каналу, зокрема виконано дослідження реконфігурованих інтелектуальних поверхонь, які характеризуються простотою апаратної архітектури, низькою апаратною складністю, низьким енергоспоживанням і високою ефективністю використання спектру. Визначено особливості створення антенних граток з надвеликою апертурою при застосуванні нових схем мультиплексування, використовуючи інформацію про просторову глибину для поділу потоків або обладнання за допомогою попереднього кодування. Здійснено підвищення ефективності MIMO з використанням штучного інтелекту, який здатний мінімізувати BER та підвищити спектральну ефективність масивного MIMO міліметрового діапазону та суттєво зменшуючи обчислювальну складність. Виконано дослідження альтернативних технологій MIMO.; Methods of increasing the efficiency of 6G radio access networks due to new design principles and optimization criteria of the MIMO structure have been determined. A flexible and versatile network with the possibility of expansion not only due to advances in exist-ing technologies, but also due to numerous new technologies, such as ELAA, RIS, artificial intelligence, scanning, new materials, as well as new designs and structures of antennas, has been studied. The considered technologies will provide a universal set of tools for increasing network bandwidth. Advances in RF components, signal processing, and antenna communications that will affect various aspects of MIMO systems, including modulators, waveforms, and receiver designs, are explored. Functional parameters of transceivers based on electronic, photonic and combined technologies are considered. The use of intelligent radio channels, which significantly improve the quality of com-munication, system productivity, cell coverage, and the quality of communication at the cell boundary in wireless networks, was investigat-ed, which was proven by numerous simulation results in various scenarios. A promising direction of research for super-massive MIMO 6G, which is relevant when using lattices with an extra-large aperture (ELAA), has been determined. The goal of ELAA is defined, which is that all users use mutually orthogonal channels with a per-user bandwidth similar to an additive Gaussian white noise channel. Intelligent massive MIMO in the 6G network based on AI has been studied, which facilitates learning and increases its efficiency. The OAM technology for high-speed transmission based on multiplexing access with mode separation is considered. The practical application of OAM technology in transit transmission between base stations, device-to-device (D2D) transmission, and communication between artificial satellites, where it is relatively easy to obtain the necessary axis alignment, has been studied. An analysis of the development of MIMO technology was carried out, taking into account the characteristics of the THz channel, in particular, a study of reconfigurable intelligent surfaces, which are charac-terized by the simplicity of the hardware architecture, low hardware complexity, low energy consumption and high efficiency of spectrum use, was carried out. The peculiarities of creating antenna arrays with an ultra-large aperture when applying new multiplexing schemes, using spatial depth information to separate streams or equipment using pre-coding, are determined. MIMO efficiency has been improved using artificial intelligence, which is capable of minimizing BER and increasing the spectral efficiency of massive MIMO of the millimeter range and significantly reducing computational complexity. A study of alternative MIMO technologies was carried out.

2023-01-01T00:00:00Z Васильківський, М. В. Городецька, О. С. Климчук, Б. С. Говорун, В. В. Vasylkivskyi, M. V. Horodetska, O. S. Klymchuk, B. S. Hovorun, V. V. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/36566 2023-03-28T08:57:13Z 2023-01-01T00:00:00Z

Стратегії технологічного розвитку апаратного забезпечення інфокомунікаційних радіомереж Васильківський, М. В.; Городецька, О. С.; Климчук, Б. С.; Говорун, В. В.; Vasylkivskyi, M. V.; Horodetska, O. S.; Klymchuk, B. S.; Hovorun, V. V. Розглянуто технології побудови телекомунікаційних систем та мереж на основі технології 6G, які зможуть забезпечити доступ до нових функціональних можливостей та інформаційних послуг з використанням інноваційних бездротових технологій та методів штучного інтелекту. При цьому, інфокомунікаційні системи на основі 6G характеризуються новими функціональними параметрами та пристроями, зокрема новий спектр, нові канали, нові матеріали, нові антени, нові обчислювальні технології та нові кінцеві пристрої з врахуванням можливості одночасного використання ТГц-діапазону для зв'язку та процесу сканування. Робота систем зв'язку та сканування в нових високочастотних діапазонах на основі нових матеріалів та антен базується на застосуванні кремнієвої фотоніки, фотонних кристалів, гетерогенних, реконфігурованих, фотоелектричних та плазмонних матеріалів. При цьому, також виникає необхідність використання нових типів антен для діапазонів ТГц частот. Це особливо важливо, оскільки через значні втрати при передачі в ТГц-діапазоні антени істотно відрізняються від звичайних, які підключаються до радіочастотних систем через коаксіальні кабелі або мікросмужкові лінії. Враховуючи, що закон Мура незабаром втратить свою актуальність, здійснено дослідження нових обчислювальних технологій, таких як обчислення на основі структур штучного інтелекту та квантові обчислення. Розглянуто ключові показники ефективності майбутніх телекомунікаційних кінцевих пристроїв у складі інфокомунікаційних радіомереж 6G та визначено їх функціональні можливості. Виконано дослідження архітектури систем терагерцового зв'язку на двох різних підходах побудови апаратного забезпечення: електронного, де радіочастоти множаться до ТГц; та фотонного, де оптичні частоти діляться до ТГц. Визначено, що більшість таких систем та мереж використовуються для зв'язку на малих відстанях усередині приміщень через високе атмосферне згасання в ТГц-діапазоні. Розглянуто передумови досягнення більш високих характеристик за рахунок додавання нових матеріалів в кремнієвий чіп, таких як фотонні кристали, фотоелектричні елементи і плазмові поверхні. В результаті, нові конструкції антени на кристалі та в корпусі, поряд із технологією компактних лінз, такий як RIS зможуть забезпечити більш точну реалізацію бажаних характеристик антени, а також зменшити розмір системи. Визначено можливості використовувати нові методи зв'язку та візуалізації, але реалізація терагерцових систем, заснованих на електроніці, оптоелектроніці та фотоніці, залежатиме від сценарію використання та робочих частот.; Technologies for building telecommunication systems and networks based on 6G technology, which will be able to provide access to new functionality and information services using innovative wireless technologies and artificial intelligence methods, are considered. At the same time, information communication systems based on 6G are characterized by new functional parameters and devices, in particular, a new spectrum, new channels, new materials, new antennas, new computing technologies and new end devices, taking into account the possi-bility of simultaneous use of the THz range for communication and the scanning process. The operation of communication and scanning systems in new high-frequency ranges based on new materials and antennas is based on the application of silicon photonics, photonic crys-tals, heterogeneous, reconfigurable, photoelectric and plasmonic materials. At the same time, there is also a need to use new types of anten-nas for the THz frequency ranges. This is especially important, because due to significant transmission losses in the THz range, antennas are significantly different from conventional antennas that are connected to radio frequency systems via coaxial cables or microstrip lines. Given that Moore's law will soon lose its relevance, research into new computing technologies, such as computing based on artificial intelligence structures and quantum computing, has begun. The key indicators of the effectiveness of future telecommunication terminal devices as part of 6G information communication radio networks are considered and their functional capabilities are determined. The study of the architec-ture of terahertz communication systems was carried out using two different approaches to the construction of hardware: electronic, where radio frequencies are multiplied up to THz; and photonic, where optical frequencies are divided up to THz. It has been determined that most of such systems and networks are used for communication over short distances inside premises due to high atmospheric attenuation in the THz range. The prerequisites for achieving higher characteristics due to the addition of new materials to the silicon chip, such as photonic crystals, photovoltaic elements and plasma surfaces, are considered. As a result, new on-chip and in-body antenna designs, along with com-pact lens technology such as RIS, can provide more accurate implementation of the desired antenna characteristics, as well as reduce system size. Opportunities to use new communication and visualization methods have been identified, but implementation of terahertz systems based on electronics, optoelectronics, and photonics will depend on the usage scenario and operating frequencies.

2023-01-01T00:00:00Z Завальнюк, Є. К. Романюк, О. Н. Прозор, О. П. Снігур, А. В. Zavalniuk, Ye. K. Romanyuk, O. N. Prozor, O. P. Snigur, A. V. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/36565 2023-03-28T08:37:46Z 2023-01-01T00:00:00Z

Енергетично-коректна модель освітлення, основана на розрахунку кута між векторами Завальнюк, Є. К.; Романюк, О. Н.; Прозор, О. П.; Снігур, А. В.; Zavalniuk, Ye. K.; Romanyuk, O. N.; Prozor, O. P.; Snigur, A. V. Комп'ютерна графіка дозволяє суттєво збільшити пропускну спроможність інформаційного каналу, через який здійснюється двосторонній зв'язок користувача і комп'ютера, у зв'язку з чим роль і значення графічного подання результатів обчислень у промисловості та науково-дослідній практиці безупинно зростає. При формуванні тривимірних графічних зображень велику увагу приділяють реалістичності, яка дає можливість адекватно відображати об’єкти і процеси. При формуванні таких зображень важливо реалістично відтворити кольори, градація яких створює ефект об’ємності. При відтворенні спекулярної складової кольору використовується двопроменева функція відбивної здатності поверхні, яка показує, яка доля світла відбивається від поверхні до спостерігача. Найпоширенішими є моделі Блінна та Фонга. На жаль, ці моделі не відповідають закону збереження енергії, що, безумовно, впливає на реалістичність формування графічних сцен. У роботі приведено детальний аналіз найпоширеніших моделей освітлення. Як базову для модифікації обрано дистрибутивну функцію, яка оперує кутом між серединним вектором і вектором нормалі. У статті описано знаходження формул нормуючого коефіцієнта для моделі відбивної здатності на основі розрахунку кута між векторами, що апроксимує модель Блінна-Фонга. Проаналізовано особливості апроксимованої моделі. Розраховано вихідні дані для знаходження формул нормуючого коефіцієнта на виділених проміжках. На основі бібліотеки Python gplearn розроблено програму для підбору формул нормуючого коефіцієнта. Налаштовано параметри генетичного алгоритму для підбору формул. Обчислено точність апроксимації тренувального набору. Наведено таблицю абсолютних відхилень напівсферичної інтегральної відбивної здатності. Отримана модель відбивної здатності поверхні може бути використана у системах високореалістичної комп’ютерної графіки для формування тривимірних сцен.; Computer graphics allows to significantly increase the bandwidth of the information channel, through which two-way communication between the user and the computer is created, and therefore the value of graphical presentation of calculation results in industry and research practice is increasing. While creating the three-dimensional graphic images, a great attention is paid to realism, which makes it possible to adequately display objects and processes. During the formation of such images it is important to realistically reproduce colors, the gradation of which creates the effect of volume. During the reproduction the specular component of color the bidirectional reflectance distribution function is used, which shows how much light is reflected from the surface to the observer. The most common are the Blinn and Fong models. Unfortunately, these models do not comply with the law of conservation of energy, which certainly affects the realism of the formation of graphic scenes. The work provides a detailed analysis of the most widespread reflectance models. As a base for the modification, the distribution function is chosen, which uses an angle between the median vector and the normal vector. The article describes the search of the normalized coefficient formula for the reflectance model based on the calculation of the angle between the vectors that approximates the Blinn-Fong model. The features of the approximated model are analyzed. The initial data for finding the normalizing coefficient formula on the selected intervals were calculated. Using the Python gplearn library, a program for selecting the normalizing coefficient formula has been developed. The parameters of the genetic algorithm for selecting formulas have been adjusted. The approximation accuracy of the training set is calculated. A table of absolute errors of the hemispherical integral reflectivity is given. The resulting surface reflectance model can be used in highly realistic computer graphics systems to create three-dimensional scenes.

2023-01-01T00:00:00Z Савицька, Л. А. Добровольська, Н. В. Кондратюк, В. О. Savytska, L. A. Dobrovolska, N. V. Kondratiuk, V. O. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/36564 2023-03-28T08:18:40Z 2023-01-01T00:00:00Z

Програмний модуль попереднього діагностування пацієнтів на основі нейронної мережі Кохонена Савицька, Л. А.; Добровольська, Н. В.; Кондратюк, В. О.; Savytska, L. A.; Dobrovolska, N. V.; Kondratiuk, V. O. Як відомо, діагностування – це надважливий аспект в процесі відновлення здоров’я. Коли пацієнт звертається з певними скаргами за медичною допомогою, то в більшості випадків, кожний лікар призначить йому загальний або розширений (біохімічний) аналіз крові. Це є базова діагностична процедура. Загальний аналіз дозволить встановити відповідний факт порушення в роботі організму. Біохімічний же аналіз крові надасть вже більш точну інформацію про стан більшості життєво важливих органів, і дозволить оцінити основні обмінні процеси. Високу значимість мають результати аналізу саме на етапі діагностики, і, в подальшому, при моніторингу процесу одужання. Моніторинг потрібен при необхідності контролю ефективності терапії. То ж у статті розглядаються атуальні та важливі питання розробки програмного модуля для попереднього діагностування пацієнтів за аналізом крові. Тому важливим є час виконання та швидкість отримання результатів аналізу крові. Програмний модуль, що пропонується до вашої уваги, має за основу нейронну мережу Кохонена. Так як така нейронна мережа є мережею, що навчається, то вона стає відмінним помічником в нашій задачі в цілому та й при подальшому діагностуванні. Діагностування відбувається на основі результатів аналізу, при цьому зберігається велика кількість важливих параметрів при достатньо швидкій роботі алгоритму. Отже, цей програмний модуль необхідний для збільшення достовірності попереднього діагностування, відносно конкурентів, а також, для достатньо великої економії часу лікарів і пацієнтів за рахунок швидкості роботи алгоритму. У статті наведено структуру, математичну модель та порядок функціонування нейронної мережі Кохонена. Розглянуто архітектуру програмного модуля нейронної мережі. Розроблено алгоритм функціонування програмного модуля, та й вже готового додатку.; As you know, diagnosis is an extremely important aspect in the process of restoring health. When a patient seeks medical help with certain complaints, in most cases, each doctor will prescribe a general or extended (biochemical) blood test. This is a basic diagnostic procedure. A general analysis will allow establishing the corresponding fact of a violation in the body's work. Biochemical analysis of blood will provide more accurate information about the state of most vital organs, and will allow to evaluate the main metabolic processes. The results of the analysis are of high importance precisely at the stage of diagnosis, and, subsequently, when monitoring the recovery process. Monitoring is necessary if it is necessary to control the effectiveness of therapy. At the same time, the article deals with current and im-portant issues of developing a software module for preliminary diagnosis of patients by blood analysis. Therefore, the time of execution and the speed of obtaining blood test results are important. The program module offered to your attention is based on the Kohonen neural net-work. Since such a neural network is a learning network, it becomes an excellent assistant in our task as a whole and in further diagnostics. Diagnosis is based on the results of the analysis, while a large number of important parameters are preserved with sufficiently fast operation of the algorithm. Therefore, this software module is necessary to increase the reliability of preliminary diagnosis, relative to competitors, and save time for doctors and patients. The article describes the structure, mathematical model and order of functioning of Kohonen's neural network. The architecture of the neural network software module is considered. An algorithm for the functioning of the software module and the ready-made application has been developed.

2023-01-01T00:00:00Z