В номинации конкурса на соискание премии для молодых ученых за 2018 год по направлению «Информационно-коммуникационные технологии» победили научные сотрудники Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН Антон Кирьянов, Артем Красилов и Александр Кротов. Они провели исследование методов улучшения передачи данных в беспроводных сетях нового поколения. Практическое внедрение полученных результатов позволит существенно повысить качество предоставления услуг беспроводной связи при увеличении числа пользователей и возрастающих нагрузках на сеть.
Сегодня технологии беспроводной связи имеют ключевое значение для развития различных отраслей экономики и социальной сферы. Потребности пользователей беспроводных сетей передачи данных постоянно растут, увеличивается количество различных электронных устройств и точек доступа. В настоящее время ведется разработка технологий беспроводных сетей нового поколения, включая технологию сотовых сетей пятого поколения (5G) и новое поколение технологии Wi-Fi (стандарты IEEE 802.11ax, EHT и др.).
Внедрение и эксплуатация беспроводных сетей нового поколения имеют свои особенности. Высокая плотность расположения пользовательских устройств при растущем количестве точек доступа в сеть могут приводить к тому, что производительность сети не только не растет, а наоборот снижается. Здесь проявляются много различных факторов: интерференция передаваемых сигналов, при которой соседние станции мешают друг другу и образуются «мертвые» зоны; устройства, находящиеся в зоне видимости нескольких базовых станций, постоянно переключаются от одной станции к другой; разные версии программного обеспечения, настроек и параметров приводят к снижению эффективности работы сети в целом.
В сетях нового поколения возрастает объем неоднородного (гетерогенного) трафика, который генерируют различные устройства и приложения, и каждый тип трафика предъявляет свои требования к качеству обслуживания. К примеру, в сети пользователь может решать самые разные задачи: передавать и принимать файлы, веб-страницы, передавать и принимать мультимедийные потоки, в том числе от таких сервисов, как YouTube, Netflix и др. Растет число устройств Интернета вещей: датчиков, камер наблюдения, «умных» часов, замков, холодильников и воздухоочистителей. Каждое из устройств и приложений предъявляет свои требования к качеству обслуживания, которые вполне конкретны, но неоднородны, и для того, чтобы все пользователи были максимально удовлетворены качеством предоставляемых услуг беспроводной связи, необходимо эти требования учитывать и соблюдать.
Коллективом сотрудников двух лабораторий ИППИ РАН – лаборатории методов анализа и синтеза сетевых протоколов и лаборатории беспроводных сетей – было проведено обширное исследование новых методов управления ресурсами и алгоритмов передачи данных, которые учитывают тип передаваемой информации и позволяют повысить качество обслуживания гетерогенного трафика в сетях нового поколения. Молодые ученые разработали комплекс математических и имитационных моделей для оценки производительности и выбора оптимальных параметров предложенных методов. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговых международных изданиях, входящих в базу Web of Science (в частности, в таких журналах как IEEE Communications Surveys & Tutorials, IEEE Network, Computer Communications), а также в трудах ведущих конференций (IEEE ICC, IEEE GLOBECOM, IEEE WoWMoM, IEEE PIMCC, ISWCS). Выполнение научных исследований было поддержано грантами РНФ (комплексная научная программа "Цифровые технологии и их применения" и грант отдельной научной группы), РФФИ, а также мегагрантом Правительства РФ.
Проводимые исследования были также отмечены международными наградами: Best Paper Award (ISWCS, 2012), Best Cited Review Paper (Computer Communications, 2018), Best Cooperation Project (Huawei Technologies, 2015, 2017, 2018).
Практическое применение разработанных методов позволит существенно повысить качество обслуживания гетерогенного трафика в беспроводных сетях нового поколения. Некоторые результаты уже были использованы при разработке новых дополнений к стандарту сетей Wi-Fi (в том числе дополнения IEEE 802.11ax, масштабное внедрение которого подразумевается программой «Цифровая экономика» Российской Федерации) и при выполнении научно-исследовательских работ по заказу крупнейших мировых производителей телекоммуникационного оборудования.
Лауреаты Премии являются недавними выпускниками базовой кафедры проблем передачи информации и анализа данных МФТИ в ИППИ РАН. Помимо научной деятельности в нашем институте, они преподают на этой же кафедре и работают со студентами.
| 28.01.2019 | Иванов Кирилл Владимирович |