Отчет о научно-исследовательской работе "Разработка и внедрение инновационных цифровых гидроакустических сетей для задач сетевой подводной связи, навигации подводных роботов и цифрового взаимодействия с автономными информационно-управляющими системами под водой" (промежуточный)

Объектом исследования являются средства цифровой гидроакустической (г/а) связи для создания подводного сегмента Морского интернета вещей. Цель работы – создание прототипа универсальной программной сетевой надстройки для расширения функциональных возможностей промышленных устройств цифровой г/а связи, минимизации массогабаритных характеристик узлов г/а сети, повышения их энергоэффективности (автономности работы под водой) и обеспечения программных возможностей для их включения в состав подводного сегмента Морского интернета вещей. В период работ текущего года для достижения целей проекта выполнена реализация наиболее современной модификации протокола маршрутизации, основанной на множественной пересылке широковещательных сообщений с контролем их порядковых номеров – протокола SNCF (Sequence Number Control Flooding), проведена доработка программного каркаса EviNS с внедрением нового протокола для оперативного обмена данными в цифровой г/а сети (в составе мобильных и/или стационарных узлов цифровой подводной сети), позволяющего существенно снизить затраты энергии при функционировании подводной сети – протокол маршрутизации ICRP (Information Carrying Routing Protocol), а также реализована возможность сочетания и конфигурирования всех пар внедренных в составе программного каркаса EviNS протоколов управления доступом к среде и протоколов маршрутизации данных для оперативного обмена данными в цифровой г/а сети в составе мобильных и/или стационарных носителей. На основе достижений текущего года выполнен большой набор численных экспериментов с множеством комбинаций сетевых протоколов с использованием эмулятора функций г/а модема и имитатора г/а среды, На основе этих результатов выполнена итеративная доработка протоколов уровней управления доступом к среде и маршрутизации, создавая таким образом достаточные предпосылки для выполнения в 2024 году натурных (морских) экспериментов с использованием уже не эмулятора функций г/а модема, а программно-аппаратной платформы – физического устройства (г/а модема), причем в самых разнообразных условия гидроакустической среды – от открытой акватории с благоприятными условиями распространения сигналов до ограниченных отражающими поверхностями и объектами мелководных акваторий и стесненных вод (портовых районов) с крайне неблагоприятными условиями распространения сигналов. Практическое внедрение результатов работы текущего этапа позволит значительно усовершенствовать функциональные возможности г/а сетей, в частности повысить энергоэффективность (увеличить продолжительность автономной работы г/а сети под водой) или увеличить пропускную способность сети (уменьшить время доставки данных от источника к получателю).