Сотрудники лаборатории беспроводных сетей приняли участие в IEEE BlackSeaCom 2024

В июне 2024 года семеро сотрудников лаборатории беспроводных сетей приняли участие в международной конференции IEEE BlackSeaCom 2024. Конференция проходила в г. Тбилиси, Грузия. Евгений Хоров, руководитель Лаборатории беспроводных сетей, провёл на конференции семинар и принял участие в дискуссии, студенты лаборатории беспроводных сетей Егор Ендовицкий, Антон Курапов, Артём Отмахов, Андрей Тярин и Роман Злобин представили пять докладов, а сотрудник лаборатории беспроводных сетей Дмитрий Банков организовал на конференции демо-сессию. Исследования поддержаны Российским научным фондом (гранты № 21-79-10431 и № 23-19-00756).

Лекция Евгения Хорова “Towards Ultra Reliable Wi-Fi” была посвящена анализу основных возможностей современных сетей Wi-Fi, такие как MU-MIMO и OFDMA, работе в нескольких частотных каналах и др., появившихся в недавно принятом дополнении к стандарту IEEE 802.11ax, также известном как Wi-Fi 6, и в разрабатываемом дополнении IEEE 802.11be, также известном как Wi-Fi 7. В семинаре рассказывается, почему данные технические возможности не позволяют обеспечить качество обслуживания, требуемое для приложений реального времени, несмотря на то что поддержка таких приложений является одной из целей Wi-Fi 7. Также в лекции объясняется, как технология Wi-Fi 8, разработка которой началась в 2023, может решить данную проблему, предоставив сверхнадёжную связь. В семинаре описывается как разные подходы внедряются в будущий стандарт сетей Wi-Fi, какая функциональность не рассматривается стандартом и каким образом научное сообщество может помочь улучшить качество обслуживания пользователей в сетях Wi-Fi.

В статье Егора Ендовицкого, Сергея Тутельяна, Кирилла Чемрова, Вячеслава Логинова и Евгения Хорова “Impact of Explicit Channel Sounding Period on the Wi-Fi MU-MIMO Performance” расширяется модель технологии Wi-Fi в платформе имитационного моделирования ns-3 так, чтобы учитывать особенности технологии MIMO, такие как протокол измерения канала, устаревание канала, адаптивное планирование ресурсов и выбор пространственных потоков. С помощью имитационной модели проведён анализ того, как период измерения канала влияет на производительность многопользовательского MIMO в различных сценариях. В работе показано, что во многих сценариях достаточно использовать одно квазиоптимальное значение данного периода, при котором пропускная способность получается лишь на 10% меньше оптимальной, найденной перебором. Также описаны сценарии, в котором использование квазиоптимального периода измерения канала приводит к большим потерям пропускной способности и даны рекомендации для выбора периода для них.

В работе Антона Курапова, Данила Шамсимухаметова, Михаила Любогощева и Евгения Хорова “LTI: Encrypted Traffic Classification Framework Considering Data Drift” by Anton Kurapov, Danil Shamsimukhametov, Mikhail Liubogoshchev and Evgeny Khorov рассматриваются проблемы, возникающие при рассмотрении задачи классификации трафика. Первая проблема связана со скоростью изменения разных веб-сервисов и соответствующей необходимой частотой обновления баз данных трафика и переобучения алгоритма классификации. Вторая проблема связана с эффективностью и сложностью автономного обновления и разметки датасета. Данная проблема становится особенно важной при рассмотрении улучшения протокола Transport Layer Security (TLS) при помощи дополнения Encrypted ClientHello (ECH), которое шифрует оставшиеся чувствительные данные, передаваемые при процедуре обмена данными TLS. В работе предлагается набор инструментов Local Traffic Insights (LTI), который позволяет проводить классификацию трафика на локально и автономно собранных и размеченных датасетах трафика. В работке показано, что для точной классификации трафика достаточно раз в месяц обновлять датасет и переобучать современный алгоритм классификации трафика hRFTC.

В работе Дмитрия Банкова, Артёма Красилова, Артёма Отмахова, Алексея Шашина и Евгения Хорова “Enhancing 5G V2X Mode 2 for Sporadic Traffic” рассматривается технология 5G Vehicle-to-Everything (5G V2X) и исследуется сценарий со случайным трафиком, предъявляющим строгие требования к задержке и надёжности доставки данных, например, когда транспортные средства генерируют пакеты в случайные моменты времени когда детектируют опасные ситуации на дороге. Чтобы выполнить строгие требования к задержке и надёжности, транспортные средства используют метод доступа к каналу Mode 2. В работе исследуется эффективность Mode 2 для обслуживания случайного трафика и предлагается несколько способов её повышения, которые, согласно результатам имитационного моделирования, могут повысить ёмкость сети до 40%, причём незначительно увеличивают сложность системы.

В работе Андрея Тярина, Кирилла Глинского, Алексея Куреева и Евгения Хорова “3D-PRISE: 3D-Printed Reconfigurable Intelligent Surface Element” представлена разработка, производство и экспериментальная валидация однобитного элемента реконфигурируемой умной поверхности, распечатанного на 3D-принтере (англ.: 3D-printed 1-bit Reconfigurable Intelligent Surface Element, 3D-PRISE), который можно эффективно использовать для аддитивного производства. Предложенное устройство 3D-PRISE использует 3D-печать для производства дешёвых элементов RIS с широкой рабочей полосой. В статье приводится подробный обзор свойств диэлектрических материалов, распечатанных на 3D-принтере, и проводится подробная оценка производительности 3D-PRISE. Результаты показывают возможность создания элементов RIS на 3D-принтере с фазовым сдвигом, позволяющим обеспечивать рабочую полосу шириной 200 МГц. В работе показан потенциал аддитивного производства для масштабируемого и рентабельного развёртывания RIS в беспроводных сетях новых поколений.

В работе Романа Злобина, Алексея Куреева, Кирилла Глинского и Евгения Хорова “Wi-Fi Receiver with Smoothed Equalization for Reliable Reception of Non-orthogonal Streams” предлагается новый подход для повышения эффективности приёмников Wi-Fi с неортогональным множественным доступом при передаче данных в восходящем потоке при наличии аддитивного белого гауссовского шума и фазового шума. Предлагаемое решение включает в себя легко реализуемую технику сглаживания на стадии эквализации, а также формат кадров, который позволяет бороться с эффектами неточной частотной синхронизации. Результаты эксперимента показывают улучшение вероятности потери пакета на 4% при соотношении мощности сигнал-шум 11 дБ на менее мощном кадре.

В ходе круглого стола “Emerging 6G Technologies, Key Synergies, Use Cases, and New Opportunities” Эгон А. Шульц (Huawei Technologies, Германия), Евгений Хоров (ИППИ РАН, Россия), Мохамед-Слим Алуини (KAUST, Саудовская Аравия), Мохаммад Ших-Бахаи (King’s College London, Великобритания) и Албена Миховска (SmartAvatar B.V., Нидерланды) обсудили развивающиеся технологии, соответствующие концепции 6G/IMT-2030. Они рассмотрели такие перспективные направления, как внедрение алгоритмов машинного обучения и искусственного интеллекта, связь для роботов и цифровых двойников, создание и использование интеллектуальных метаповерхностей, конвергенцию спутниковых и сотовых сетей, интегрированные измерения и беспроводную связь.