[Из песочницы] Технологические соревнования Радиофест-2019
Дорогие друзья, мы рады сообщить, что в конце октября состоится Радиофест-2019 — технологические соревнования по радиотехнике. Все официальные нормативные документы, регламент с описанием конкурсных заданий и заявка на участие доступны на сайте тут, здесь же, на просторах Хабра, хочется поговорить о сути соревнований, для чего мы все это затеяли, какие цели мы перед собой ставим и получить первые отзывы сообщества для того, что бы сделать грядущий и последующие Радиофесты лучше.
Нам безусловно хочется называть наше мероприятие — первые всеросийские технологические соревнования по радиотехнике, —, но мы конечно понимаем, что в нашей стране найдется десяток мероприятий, которые по праву могут претендовать на звание первых всероссийских. Что и не удивительно в стране с более чем 100 летней историей радиолюбительства. Тем не менее, одна из наших задач сделать технологические соревнования мероприятием современного формата, на которое, помимо участников захотят придти еще и зрители, и при этом это все еще будут соревнования по радиотехнике. У нас есть хороший пример такого мероприятия — всероссийский технологический фестиваль «PROFEST» (ранее «РобоФест»). Которое уже давно стало знаковым мероприятием и от посещения которого остаются самые приятные воспоминания даже у человека далекого от робототехники. Но одно дело целый павильон с ездящими, летающими, плавающими роботами всевозможных видов размеров и способностей и совсем другое дело соревнования по радиотехнике, зрелищность которых для непосвященного зрителя мягко говоря оставляет желать лучшего. Повышение зрительского интереса это то над чем мы будем работать в самом ближайшем будущем, первый же Радиофест пройдет в аскетичном круге гиков радиолюбителей.
Итак, изначально мы рассчитываем на аудиторию команд участников из числа студентов/аспирантов/магистров (команды от ВУЗов) и радиолюбителей энтузиастов. То есть, профессиональных команд участников соревнований не предполагается, что очевидно, так как призами и подарками являются почетные грамоты участников Радиофеста (без нее от нас ни кто не уедет) и кубки победителям. Отсутствие денежных призов, наверняка, лишает нас части потенциальных участников. Проводимая работа с потенциальными спонсорами, позволит нам с какого-то этапа ввести несколько лиг, одна лига для профессионалов, где разыгрывается призовой фонд, а вторая лига останется для студенческих команд и радиолюбителей, преследующих иные цели участия в соревнованиях.
Услышав словосочетании соревнования по радиотехнике наверное многим сразу вспомнился резкий запах канифоли и вообще представился монтажный стол, паяльник и что-то еще в этом духе. Да, паяльник, SMD операционник и трансформатор это все тоже конечно про радиотехнику, но наши соревнования, находятся в области интеллектуального соревнования в задачах цифровой обработки сигналов и разработки программного обеспечения.
Развитие SDR технологий и появление различных opensourсe фреймворков сделало большое дело для доступности радиоэфира широкому кругу исследователей и просто радиолюбителям. На Хабр не мало статей про SDR платформы различного типа от usb донглов до профессиональных дорогих приборов. Выбирая SDR платформу для проведения наших соревнований, в первую очередь, мы руководствовались критерием доступности устройства для широкого круга пользователей. Знаменитый RTL-SDR не рассматривали, так как для некоторых конкурсов требуется передача данных тоже. Все оставшиеся SDR платформы был объединены в супер comparition table и после жарких дебатов выбор пал на LimeSDR, на Хабр, кстати, про них тоже есть
статья. Решающим фактором стала цена, заявленная производителем LimeSDR. При выборе вычислительной части нашей технологической платформы у Raspberry Pi, по сути, не было конкурентов, тем более, что появились новое четвертое поколение легендарны одноплатных компьютеров c 4-ядерным 64-битным ARM процессором на борту и с 4 Гб оперативки!
Определившись с оборудование, мы приступили к самому важному к разработке конкурсных заданий. Изначально было определено несколько направлений проведения соревнований это собственно радиосвязь, радионавигация, радиоразведка и радиоподавление, в рамках этих направлений мы и начали думать. Не одна чашка кофе была выпита за время дискуссий с коллегами о том, что то или иное задание является слишком сложным или наоборот слишком легким, или что это точь в точь как у DARPA, но в конечном итоге мы пришли к трем конкурсным заданиям.
Конкурсное задание по направлению радионавигация получило название «Охота на лис» в честь легендарного соревнования союзных времен. Да и суть нашего конкурса ничуть не отличается от того, что было 60 лет назад, вот только бегать никуда уже не нужно. Хотя одно время обсуждалась концепция проведения соревнований где нибудь на паинтбольном поле, кстати в итоге соревнования пройдут в отличном месте, но эта идея отпала ввиду тезиса о необходимости обеспечения равных возможностей для всех участников, да и вообще победителем у нас должен быть самый умный, а не самый сильный.
Конкурсное задание «Охота на лис» заключается в определении координат источников радиоизлучения. Комплекты оборудования (не менее 3 штук, но не более 9 штук) команды-участника конкурса и источники радиоизлучения (2 штуки) располагаются случайным образом внутри квадрата игрового поля. Рассчитанные в ходе выполнения конкурсного задания координаты источников радиоизлучения, загружается на сервер. По данным, полученным от каждой команды в ходе выполнения конкурсного задания, вычисляется суммарный показатель погрешности, равный корню из суммы квадратов погрешностей по каждой координате источников радиоизлучения. Выигрывает команда с минимальной величиной суммарного показателя погрешности.
Команды принимают участие в конкурсе последовательно друг за другом, кто точнее всех определили координаты тот и победил.
Следующее конкурсное задание, получившее название «захват флага», включило в себя сразу два направления и радиосвязь, и радиоподавление.
Конкурсное задание заключается в организации радиообмена между двумя комплектами оборудования с целью передачи как можно большего объёма информации в условиях радиоэлектронного противодействия команды соперника, а также в создании условий, препятствующих радиообмену команды соперника с использованием тех же комплектов оборудования. Комплекты оборудования, предоставленные командам-участницам, располагаются по центру сторон квадрата игрового поля, так что бы комплекты оборудования одной команды находились на противоположных сторонах квадрата. Для противодействия радиопередаче команды соперника допускается использовать любые методы, алгоритмы и программные средства, реализованные исключительно на предоставленном оборудовании. Исходный файл для передачи команды загружают с одного сервера, а на другой выкладывают, то, что получилось принять по радио. В каждом раунде конкурса из двух соревнующихся команд победителем признается команда, передавшая наибольший объем информации.
Наш самый любимый конкурс, во-первых, команды соревнуются друг с другом, а не с нами организаторами, а во-вторых, нам ни чего не нужно программировать, выдал оборудование участникам и вперед собирай результаты. При том в зависимости от числа участников можно организовать различный формат проведения конкурса можно и олимпийскую систему организовать, а можно и с гладким чемпионатом (каждый с каждым встречается), а потом плей-офф.
Третье конкурсное задание по направлению радиоперехват получило название «поймай волну». Конкурсное задание заключается в автоматическом определении вида модуляции сигнала. Оборудование, служащее передатчиком сигнала, располагается в центре игрового поля. Комплекты оборудования соревнующихся команд располагаются на границе круга так, чтобы никто из участников конкурса не имел преимущества перед другими участниками при приеме излучаемого передатчиком сигнала. Определенные в ходе выполнения конкурсного задания виды модуляции загружаются на сервер. В каждом раунде конкурса из числа соревнующихся команд победителем признается команда, верно принявшая наибольшее количество пакетов.
В этом конкурсном задании при том, что фактически конкурсанты анализируют сигнал, сформированный организатора, в раунде принимает участие несколько команд и получается соревнуются они друг с другом, что на наш взгляд всегда интересней, чем против организатора. Формат конкурса так же допускает различные формулы проведения либо турнир, либо сразу плей-офф.
С техникой все, теперь немного пофилософствуем. Хочется сказать о тех идеях которые мы хотим воплотить в жизнь посредством проведения технологических соревнований. Официально у технологических соревнований есть несколько целей:
- Создание постоянно действующей общероссийской площадки, объединяющей студенческие команды ВУЗов и радиолюбителей-энтузиастов, обладающих инновационным научно-техническим идеями в области радиосвязи;
- Повышение престижа радиотехнических специальностей;
- Популяризация радиотехники в среде студентов и молодых учёных.
Отличные цели за все хорошее против всего плохого. Но на чем бы хотелось сделать акцент. Есть устойчивое мнение в индустрии, что перспективным вектором развития для российских компаний является создание IP ядер, то есть, интеллектуальной собственности. Эта интеллектуальная собственность может быть в виде небольшого ядра для ПЛИС или наоборот целый микропроцессор с архитектурой RISK-V и экосистемой для него, это может быть составная часть SDN контроллера или код на Scala, в общем, везде где достаточно светлой головы и умения создавать качественный программный продукт. Относительно радиосвязи тут огромное дело для нас сделала технология SDR, аппаратура стала доступна, для разработки программного продукта есть много сред, сообщество уже создало много наработок доступных в виде библиотек. Мы хотим стать площадкой на которой каждый радиолюбитель страны будет иметь равные возможности для того, что бы заявить о себе, рассказать о своем проекте и продемонстрировать его в действии. Каждая команда это своего рода небольшой стартап, а соревнования это битва стартапов, где победителю гарантировано внимание и интерес со стороны предприятий промышленности и частных инвесторов. Мы хотим, что бы каждый студент в нашей стране, который планирует связать свою профессиональную карьеру с радио технологиями знал, что у него есть возможность принять участие в соревнованиях, быть замеченным и повлиять на свою карьеру. И если наши Радиофесты будут способствовать созданию и поддержанию среды молодых изобретателей, рационализаторов и предпринимателей, если наши соревнования будут трамплином для молодых специалистов для получения работы в компаниях индустрии или создания свой собственной компании, мы будет считать, что мы на правильном пути.
Итак, цели определены, конкурсы придуманы, оборудование готово, площадка проведения соревнований определена. Если у вас есть наработки по озвученным направлениям, мы будем рады вас видеть на первом Радиофесте!
