Инновационное решение для улучшения технологии MIMO (Multiple Input Multiple Output) в Wi-Fi разработали специалисты МФТИ и ИППИ РАН. Эта передовая система беспроводной связи обеспечивает одновременную передачу и прием нескольких потоков информации благодаря использованию множественных антенн на обеих сторонах соединения. Внедрение нескольких антенн значительно повышает эффективность связи, многократно увеличивая пропускную способность и стабильность передачи данных. Исследование было представлено в престижном международном издании IEEE Wireless Communications Letters.
Инженеры представили перспективную модернизацию функционала MIMO в Wi-Fi, направленную на оптимизацию процесса прослушивания канала.
Илья Левицкий, преподаватель Физтех-школы радиотехники и компьютерных технологий МФТИ и научный сотрудник ИППИ РАН, поясняет: «Для достижения высокой скорости передачи данных через MIMO устройству Wi-Fi требуется передавать точке доступа информацию о состоянии беспроводного канала. Данные содержат множество комплексных матриц, которые даже после компрессии стандартными методами 802.11 занимают значительный объем — от сотен до тысяч байт. Такие служебные данные существенно снижают эффективность использования канала и временных ресурсов».
Исследователи разработали инновационный метод дополнительной компрессии данных о состоянии канала (CSI – Channel State Information) без потери качества. Они выявили существенную корреляцию CSI между близлежащими подчастотами и последовательными замерами. Это открытие позволило предложить передачу только разностных показателей измерений с последующим уплотнением через кодировщик Хаффмана. Практические испытания продемонстрировали впечатляющий результат — новая методика позволяет сократить объем CSI в среднем на 50%. Ключевое преимущество разработки заключается в ее простоте по сравнению с существующими решениями и потенциальной интеграции со стандартом 802.11.
Андрей Баранников, ведущий автор исследования и студент МФТИ, делится успехами: «Мы значительно углубили исследование после предыдущей публикации. Провели новые эксперименты, организовали множество дискуссий, воспроизвели существующие и создали инновационные методы передачи информации о канале. Пришлось освоить смежные области — теорию кодирования, статистику и цифровую обработку сигналов. Успешная публикация в престижном журнале стала достойной наградой за усилия нашей команды и мотивирует к дальнейшим достижениям».
Разработчики Wi-Fi оборудования, внедрившие данную технологию в прошивки сетевых карт, получат возможность существенно ускорить обмен служебной информацией для поддержки MIMO. Включение предложенного метода в стандарт 802.11 не только оптимизирует настройку MIMO, но и создаст возможности для использования точек доступа с расширенным количеством антенн. Это обеспечит более быструю и надежную беспроводную передачу данных как для одного, так и для нескольких одновременных пользователей.
Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ № 23-19-00756.
Информация предоставлена пресс-службой МФТИ
Источник фото: ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
