В IEEE OJ-COMS опубликован новый алгоритм для улучшения связи через «умные» поверхности

Ученые Лаборатории беспроводных сетей ИППИ РАН и лаборатории интеллектуальных систем связи МФТИ — Илья Буртаков, Алексей Куреев и Евгений Хоров предложили инновационный способ настройки реконфигурируемых интеллектуальных поверхностей (RIS), которые могут усиливать сигнал в сотовых сетях 5G и 6G. Их статья «Simultaneous RIS Adjustment and Transmission Based on Markov Chain Monte Carlo and Simulated Annealing» опубликована в престижном журнале IEEE Open Journal of the Communications Society (OJ-COMS). Исследование поддержано международным грантом Российского научного фонда и Государственным фондом естественных наук Китая (№ 25-49-00232) «Разработка технологий голографического MIMO для перспективных беспроводных систем связи».

В чем суть технологии?
RIS — это специальные поверхности с множеством элементов, которые могут перенаправлять радиоволны, улучшая качество связи. Однако их настройка обычно требует сложных вычислений и занимает много времени.

Новый алгоритм MCMC-SA упрощает этот процесс, а именно:

  • работает без детального анализа канала – экономит время и ресурсы;
  • настраивается прямо во время передачи данных – связь улучшается постепенно, без перерывов;
  • эффективен даже в сложных условиях передачи данных – например, в помещениях с множеством препятствий;
  • подходит для больших поверхностей — легко масштабируется.

Почему это важно?
Технология RIS может стать ключевой для сетей будущего, обеспечивая стабильный сигнал даже в далеке от базовых станций. Алгоритм MCMC-SA упрощает их внедрение без изменения текущих стандартов связи, что означает то, что дачники получат устойчивый интернет, офисные работники избавятся от обрывов видеозвонков, геймеры — от проблем в онлайн-играх, врачи смогут проводить телемедицинские консультации без помех, умные дома станут надежнее, а спасатели останутся на связи в зонах катастроф.

Разработанный алгоритм позволяет быстрее настраивать “умные” поверхности, при этом сокращая накладные расходы на сложную процедуру оценки канала. Это делает их практичнее для реального использования в беспроводных сетях будущего.

отмечает аспирант Илья Буртаков, лауреат стипендии Президента РФ.

Созданный алгоритм — это настоящий прорыв для технологии голографического MIMO, потому что он универсален: он одинаково эффективно работает как с простыми 1-битными поверхностями (где возможны только фазы 0° и 180°), так и с продвинутыми голографическими MIMO-системами, где каждый элемент может переключаться между множеством состояний. Это ключевое преимущество, позволяющее применять одну и ту же технологию в разных сценариях — от бюджетных решений до высокопроизводительных систем будущего.

IEEE OJ-COMS — это авторитетный научный журнал с открытым доступом, относящийся к первому квартилю (Q1). Он посвящен передовым разработкам в области телекоммуникационных технологий.