Науковий вісник НГУ

Парадигми моделювання та підвищення надійності передачі даних у VLC технологій

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2025

Останнє оновлення: 26 серпня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1900

Authors:

К. Алібеккизи, orcid.org/0000-0002-6732-4363, Східно-Казахстанський технічний університет імені Д. Серікбаєва, м. Оскемен, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

P. Комада, orcid.org/0000-0002-9032-9285, Люблінський технологічний університет, м. Люблін, Республіка Польща, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М. Карменова*, orcid.org/0000-0002-3028-9461, Східно-Казахстанський університет імені Сарсена Аманжолова, м. Оскемен, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

M. Баталова, orcid.org/0009-0000-6789-545X, Східно-Казахстанський технічний університет імені Д. Серікбаєва, м. Оскемен, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М. Ракишева, orcid.org/0000-0002-2018-0788, Східно-Казахстанський технічний університет імені Д. Серікбаєва, м. Оскемен, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Corresponding author e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (4): 177 - 184

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-4/177

Abstract:

Мета. Розробка та вдосконалення методів моделювання процесів передачі даних у системах VLC із метою підвищення їх надійності, стійкості до перешкод і забезпечення стабільності функціонування в умовах зовнішніх і внутрішніх невизначеностей.

Методика. Поставлені завдання реалізовані на основі комплексного аналізу наукової літератури й патентних джерел, а також на проведенні аналітичних, експериментальних і моделюючих досліджень. Застосовуються математичні й імітаційні методи для оцінки впливу невизначеностей і перешкод у системах VLC. Крім цього, застосовані кореляційні підходи для кількісної оцінки стійкості каналу та алгоритми прогнозування ризиків помилок передачі, що дає змогу виявити ключові параметри надійності в умовах зовнішніх і внутрішніх впливів.

Результати. У результаті проведеного дослідження розроблені парадигми моделювання процесів передачі даних у системах VLC з урахуванням факторів невизначеності й перешкод. Показано, що забезпечення високої надійності зв’язку потребує інтеграції математичних та імітаційних моделей для кількісної оцінки ризиків помилкового й невиявленого браку. Виявлено, що ключовими факторами стійкості є якість метрологічного забезпечення, точність контролю параметрів і мінімізація проєктних ризиків. Застосування запропонованих моделей дозволяє підвищити системну якість проєктування та експлуатації VLC систем, забезпечуючи їхню працездатність в умовах зовнішніх і внутрішніх впливів. Розроблені підходи можуть бути використані для оптимізації архітектури й технологічних рішень у перспективних бездротових оптичних мережах.

Наукова новизна. Розроблена методологія кількісної оцінки ризиків контролю параметрів передачі даних при невизначеності нормативних значень. Введена нова парадигма робастного проєктування VLC систем, що враховує статистичні характеристики помилок вимірювань і вплив агентських невизначеностей. Запропоновані алгоритми машинного моделювання ймовірностей помилкового й невиявленого браку в умовах невизначеності стандартів контролю.

Практична значимість. Розроблені методики кількісної оцінки контролю ризиків і підвищення надійності передачі даних у системах VLC. Математичні й імітаційні моделі дозволяють на етапі проєктування більш точно враховувати вплив метрологічних та експлуатаційних факторів на якість функціонування оптичних каналів передачі даних. Алгоритми застосовні для оптимізації елементної бази, режимів експлуатації й моніторингу стану каналів. Результати актуальні для надійних бездротових мереж в умовах підвищених вимог до інформаційної безпеки й для критично важливих об’єктів.

Ключові слова: системи VLC, процес, модель, ймовірність, ухвалення рішень, моделювання, закон розподілу

References.

1. Аlibekkyzy, K., Wojcik, W., Vyacheslav, K., & Belginova, S. (2021). Robust data transfer paradigm based on VLC technologies. Journal of Theoretical and Applied Information Technology. Little Lion Scientific, 99(3). ISSN: 1992-8645, E-ISSN: 1817-3195.

2. Karmenova, M., Tlebaldinova, A., Krak, I., Denissova, N., Popova, G., Zhantassova, Zh., Ponkina, E., & Györök, G. (2022). An approach for clustering of seismic events using unsupervised machine learning. Acta Polytechnica Hungarica, 19(5), 7-22.  https://doi.org/10.12700/APH.19.5.2022.5.1

3. Аlibekkyzy, K., Belginova, S., & Batalova, М. (2023). Modeling of quality control management processes in the development and operation of VLC systems. HORA 5 ^th International Congress on Human-Computer Interaction, Optimization and Robotic Applications, Proceedings. ISBN: 979-8-3503-3753-2. https://doi.org/10.1109/HORA58378.2023.10156686

4. Kahn, J. M., & Barry, J. R. (2015). Wireless Infrared Communications. Proceedings of the IEEE, 85(2), 265-298.

5. O’Brien, D., & Katz, M. (2015). Optical wireless communications within fourth-generation wireless systems. Journal of Optical Networking, 4, 312-322. https://doi.org/10.1364/JON.4.000312

6. Kavehrad, M., & Jivkova, S. (2018). Indoor broadband optical wireless communications: optical subsystems designs and their impact on channel characteristics. IEEE Wireless Communications, 10, 30-35.https://doi.org/10.1109/MWC.2003.1196400

7. Karthika, R., & Balakrishnan, S. (2015). Wireless Communication using Li-Fi Technology. SSRG International Journal of Electronics and Communication Engineering (SSRG-IJECE), 2(3). https://doi.org/10.14445/23488549/IJECE-V2I3P107

8. Komine, T., & Nakagawa, M. (2019). Integrated system of white LED visible light communication and power-line communication. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 49, 71-79. https://doi.org/10.1109/TCE.2003.1205458

9. Tanaka, Y., Komine, T., Haruyama, S., & Nakagawa, M. (2018). Indoor Visible Light Data Transmission System Utilizing White LED Lights. IEICE Transactions on Communications, E86-B, 2440-2454. Retrieved from https://keio.elsevierpure.com/en/publications/indoor-visible-light-data-transmission-system-utilizing-white-led

10.      Lee, C. G., Park, C. S., Kim, J.-H., & Kim, D.-H. (2017). Experimental verification of optical wireless communication link using high-brightness illumination light-emitting diodes. Optical Engineering, 46, 125005.https://doi.org/10.1117/1.2823157

11.      `O’Brien, D.C. (2003). High-speed integrated transceivers for optical wireless. IEEE Communications Magazine, 41, 58-62. https://doi.org/10.1109/MCOM.2003.1186546

12.      Quintana, C., Guerra, V., Rufo, J., Rabadan, J., & Perez-Jimenez, R. (2012). Reading lamp-based visible light communication system for in-flight entertainment. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 59(1), 31-37. https://doi.org/10.1109/TCE.2013.6490238

13.      Kornev, V. A., & Makenov, A. A. (2015). Modern methods for modelling decision-making processes in management systems, (pp. 38-49). Ust-Kamenogorsk: Izdatelstvo VKGU im. S. Amanzholova.

14.      Moreira, A. J. C., Valadas, R. T., & de Oliveira Duarte, A. M. (2016.). Optical interference produced by artificial light. Wireless Network, 3, 131-140. https://doi.org/10.1023/A:1019140814049

15.      Chowdhury, M.Z.,  Shahjalal, M., Hasan, M.K., &  Jang, Y.M. (2019). The Role of Optical Wireless Communication Technologies in 5G/6G and IoT Solutions: Prospects, Directions, and Challenges. Appl. Sci., 9(20), 4367. https://doi.org/10.3390/app9204367

16.      Karunatilaka, D., Zafar, F., Kalavally, V., & Parthiban, R. (2015). LED Based Indoor Visible Light Communications: State of the Art. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 17(3), 1649-1678. https://doi.org/10.1109/COMST.2015.2417576

17.      Wójcik, W., Karmenova, M., Smailova, S., Tlebaldinova, A., & Belbeubaev, A. (2021). Development of data-mining technique for seismic vulnerability assessment. International Journal of Electronics and Telecommunications, 67(2),  261-266. https://doi.org/10.24425/ijet.2021.135974

18.      Marzhan, Y., Talshyn, K., Kairat, K., Saule, B., Karlygash, A., & Yerbol, O. (2022). Smart technologies of the risk-management and decision-making systems in a fuzzy data environment. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science (IJEECS), 28(3), 1463-1474. https://doi.org/10.11591/ijeecs.v28.i3.pp1463-1474

19.      Chatterjee, S., & Agarwal, S. (2015). Asoke Nath Scope and Challenges in Light Fidelity (LiFi) Technology in Wireless Data Communication. International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering (IJIRAE), 6(2). ISSN: 2349-2163.

20.      Kumar, N., Terra, D., Lourenço, N., Alves, L. N., & Aguiar, R. L. (2011). Visible light communication for intelligent transportation in road safety applications. 7 ^th International Wireless Communications and Mobile Computing Conference, IWCMC, 1513-1518. https://doi.org/10.1109/IWCMC.2011.5982762

21.      Soltan, A. M., Kopzhassarov, B. T., Belginova, S., Vais, Y. A., Azamatova, Z., & Khassenova, Z. T. (2023). Digital risk assessment and prediction in technology process stages of ore-streams. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 101(3), 1322-1332. ISSN: 1992-8645, E-ISSN: 1817-3195.

22.      Zode, R., & Deotale, T. (2019). Li-Fi: An Expedition through Radiance – A Review. International Journal of Computer Applications, Foundation of Computer Science (FCS), NY, USA, 181(47). https://doi.org/10.5120/ijca2019918666

23.      Keribayeva, T., Koshekov, K., Alibekkyzy, K., Koshekov, A., & Ivanova, M. (2025). Modeling obstacle avoidance strategies in UAV groups. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2), 206-213. https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-2/206

• < Попередня
• Наступна >