Члены WNL, Бакалавры МФТИ, защитились на отлично

22 июня 2021 состоялась защита бакалаврских дипломов студентов МФТИ 4 курса, членов Wireless Networks Lab. Комиссии были представлены 6 бакалаврских работ, и все студенты заслужили отличную оценку. Коллектив Wireless Networks Lab искренне поздравляет всех новоиспеченных бакалавров с отличной защитой! Комиссия отметила высокий уровень подготовки студентов и дала рекомендации по подготовке будущих магистерских работ.

Первым Дмитрий Зудин представил свою работу «Взвешенное пропорционально-честное распределение радиоресурсов для выполнения гетерогенных требований к качеству обслуживания в беспроводных сетях с поддержкой технологии виртуализации ресурсов». В сотовых сетях обслуживается разнообразный трафик с разными требованиями к качеству обслуживания. В работе используется подход виртуализации сетевых ресурсов для гибкого и эффективного распределения ресурсов для разных типов трафика (между виртуальными подсетями) и для разных пользователей (внутри подсетей). Работа изучает эффективность различных планировщиков для распределения ресурсов между подсетями для обслуживания веб-трафика и видеотрафика и внутри каждой подсети. В работе найдены планировщики и их параметры, которые показывают лучшую производительность в терминах качества обслуживания каждого трафика (скорость загрузки веб страницы, период прерывания видеосессий, и т.д.) Использование технологии виртуализации по предложенному алгоритму значительно повышает качество обслуживания рассмотренных типов трафика. Дмитрий является авторов двух работ на конференциях ИТиС 2019 и 2020.

Следующий доклад представил Антон Карамышев с работой «Разработка и исследование методов оценки ёмкости сетей 5G URLLC и IETF DetNet для чувствительного к задержкам трафика переменной интенсивности». В работе требовалось разработать математические методы оценки эффективной ёмкости системы массового обслуживания, где эффективная ёмкость – это максимальная интенсивность трафика, при которой удовлетворяются требования к качеству обслуживания, основными из которых являются доля потерянных пакетов и задержка при передаче. Была представлена аналитическая модель, позволяющая учесть временную зависимость интенсивности трафика. Более того, эффективную ёмкость сети при помощи предложенного в работе асимптотического метода можно вычислять в реальном времени в отличие от предыдущих вычислительно сложных подходов. Результаты Антона уже опубликованы в журнале Computer Networks первого квартиля и используются в индустриальных проектах Wireless Networks Lab.

Далее выступал Евгений Корнеев с научной работой «Алгоритм адаптации качества видеоизображения для интерактивных приложений виртуальной реальности». Евгений рассматривает технологию Cloud VR, в рамках которой качественное и реалистичное изображение генерируется на удалённом сервере и пересылается на VR-гарнитуру, которая воспроизводит полученное изображение и отправляет информацию о движениях пользователя обратно на сервер. Для глубокого погружения в виртуальную реальность для передачи данных используются беспроводные сети. Интерактивная природа VR-приложений требует низкой задержки доставки кадров, поэтому важно внимательно выбирать битрейт, а значит, и качество передаваемого изображения. Задача работы – разработать алгоритм адаптации битрейта видеоизображения, который обеспечивает наилучшее качество восприятия пользователями. Разработанный алгоритм является распределённым, то есть каждое устройство самостоятельно определяет необходимый битрейт. Имитационная модель показала, что предложенное решение может не только поддерживать качественные сессии с бОльшим числом устройств, но и передавать видеоизображение в лучшем качестве каждому устройству по сравнению с решениями, известными из литературы. По результатам работы была опубликована статья в журнале Electronics из второго квартиля. Результаты имеют важное практическое значение в индустриальных проектах Wireless Networks Lab.

Следующим защищался Владислав Молодцов с дипломом «Экспериментальное исследование алгоритмов определения угла прихода Wi-Fi сигнала». В литературе существует большое разнообразие модификаций алгоритма MUSIC, позволяющие определять угол прихода сигнала. Часть из них работает во временной области, часть – в частотной. Однако эти модификации не сравнивались друг с другом из-за отсутствия единого набора временных и частотных данных в одинаковых условиях. Кроме того, отсутствовали устройства, которые могут получить эти данные, поэтому в работе разработана установка, которая при помощи программно-конфигурируемого радио извлекает эти данные из Wi-Fi сигналов. Особенность установки – поворотная платформа для автоматизации экспериментов, позволяющая изменять угол прихода сигнала от источника на антенную решетку радио. По большому набору экспериментальных данных составлено детальное сравнение модификаций алгоритмов MUSIC, а для дальнейшего изучения данные выложены в открытый доступ. Работа легла в основу заявки на патент, а также доклада на флагманской конференции IEEE INFOCOM. Кроме того, доклад Владислава на 63-ей Всероссийской Научной конференции МФТИ выиграл конкурс на Лучший устный доклад.

Виктор Торгунаков защищал работу «Исследование методов многоканального доступа к среде в сетях IEEE 802.11bd». Стандарт 802.11bd приходит на смену используемому сейчас стандарту IEEE 802.11p и позволяет значительно увеличить пропускную способность, надёжность передачи данных и максимальную дальность передачи данных в беспроводных автомобильных сетях. В работе Виктора изучается одно из существенных нововведений стандарта 11bd: многоканальный метод доступа к среде. Целью работы является сравнение нескольких многоканальных методов доступа к среде с точки зрения задержек передачи кадров, доли успешно доставленных пакетов и влияния на качество обслуживания устройств старых поколений.  Сравнение производится с помощью имитационного моделирования в реалистичном сценарии передвижения транспортных средств по шоссе, на котором находятся устройства различных поколений. По результатам исследования дана рекомендация по использованию того или иного многоканального метода доступа к среде в зависимости от сценария. Первые результаты были представлены на конференции ИТиС 2020.

Последний доклад представил Алексей Шашин с работой «Выбор параметров передачи в восходящем канале для обеспечения сверхнадежной связи с низкой задержкой в сетях 5G». Внимание работы сфокусировано на методе доступа к восходящему каналу, согласно которому пользователи осуществляют передачу данных без запроса полосы от базовой станции, осуществляя при этом несколько последовательных повторных передач. Такой метод доступа позволяет значительно сократить задержка при передаче. При этом базовая станция должна заблаговременно выбрать параметры передачи (число попыток и скорость передачи) для пользователей так, чтобы обеспечить высокую надежность, что может потребовать использования большого объема канальных ресурсов. В работе решалась задача построения алгоритма выбора параметров передачи на основе анализа измерения качества канала, который позволит выполнить требования к качеству обслуживания, при этом сократить потребление ресурсов. Показано, что учет интерференции при выборе параметров позволяет обеспечить низкую долю неудовлетворённых пользователей при их большом количестве и увеличить общую емкость сети за счет более эффективного использования ресурсов. Алексей стал автором работ, представленных на конференциях En&T, ИТиС 2019 и 2020.