Коллектив ИППИ РАН и МФТИ придумал, как обойти «проклятие объема информации о канале» в будущих сетях Wi-Fi

Ученые Лаборатории беспроводных сетей ИППИ РАН и Лаборатории интеллектуальных систем связи МФТИ – Егор Ендовицкий, Вячеслав Логинов, Михаил Деканоидзе, Антон Третьяков и Евгений Хоров – нашли элегантное решение проблемы, которая сегодня сдерживает развитие Wi-Fi сетей следующего поколения. Речь идет о критическом снижении накладных расходов при работе с огромным числом устройств в системах массовых многоантенных передач (MU-MIMO и D-MIMO). Работа, выполненная при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ №23-19-00756) и программы «Приоритет 2030», прошла строжайшее рецензирование и была принята в престижное издание IEEE Wireless Communications Letters (WCL). Это высочайший уровень признания: WCL входит в топ мировых журналов по телекоммуникациям, и статьи отклоняются, если есть даже мелкие замечания.

В чем суть полученных результатов?

Главная проблема современных и будущих сетей Wi-Fi (включая Wi-Fi 8), использующих многоантенные технологии MU-MIMO, — это «бутылочное горлышко» обратной связи. Чтобы роутер мог эффективно обслуживать десятки устройств одновременно, каждый клиент должен постоянно отправлять ему информацию о состоянии канала (CSI). Проще говоря, сообщать, как именно сигнал искажается на пути от точки доступа к конкретному смартфону или ноутбуку. Объем этих служебных данных растет лавинообразно с шириной полосы и числом антенн и устройств и рискует «съесть» всю пропускную способность.

Традиционный метод борьбы с этим — передача полных данных лишь для части частот (опорных поднесущих) с последующим математическим восстановлением остальных. Но стандартные равномерные подходы дают сбой в условиях реальной городской застройки или плотного офиса, где сигнал «скачет» между частотами (возникает частотно-селективное замирание).

Команда ученых предложила нестандартный и изящный математический ход: они переформулировали задачу выбора опорных точек в задачу поиска кратчайшего пути и решили её с помощью динамического программирования. Это позволяет выбирать опорные поднесущие не вслепую, а адаптивно, подстраиваясь под реальную помеховую обстановку «на лету».

Результат говорит сам за себя: предложенный алгоритм обеспечивает улучшение среднего отношения сигнал-интерференция-шум (SINR) до 6 дБ при том же объеме служебных данных. Для пользователя это означает принципиально более стабильное соединение в переполненной сети и реальный прирост скорости там, где раньше связь гарантированно прерывалась.

Особый повод для гордости: первая публикация студента

Отдельного внимания заслуживает вклад в исследование студента третьего курса базовой кафедры проблем передачи информации и анализа данных Михаила Деканоидзе. Работа, существенная часть результатов которой была получена Михаилом в июле 2025 года в рамках летней школы, стала для него дебютной в научной карьере. И какой дебют! — сразу публикация в журнале первого квартиля (Q1), куда многие исследователи пытаются попасть годами.

«Михаил проделал огромную работу: он проанализировал статистику оптимальных узлов интерполяции и показал, что она может быть компактно закодирована. Это не просто техническая помощь, а полноценный научный результат, который не только усилил всю работу, но и доказал практическую применимость нашего метода в реальных чипсетах. Для студента третьего курса провести такой анализ на уровне ведущих мировых стандартов — это исключительное достижение».

отмечает Егор Ендовицкий, аспирант, научный сотрудник лаборатории, обладатель президентской стипендии и куратор Михаила на летней школе, высоко оценивая работу своего подопечного.

Взгляд в будущее

«Эта работа как раз демонстрирует ключевое преимущество нашей кафедры — интеграцию образования и передовой науки. Уже на третьем курсе наши студенты не просто изучают теорию по учебникам, а решают реальные задачи мирового уровня, получая результаты, которые признаются ведущими международными изданиями. Мы не гонимся за количеством публикаций — мы создаем среду, где талантливые ребята, как Михаил, могут раскрыться и внести вклад в науку, который увидят инженеры по всему миру. Для студентов это уникальный шанс начать блестящую карьеру в телекоме еще до получения диплома. Приходите к нам на кафедру, и, возможно, уже завтра ваша фамилия будет в списке авторов следующего прорывного исследования».

отмечает Евгений Хоров, руководитель лаборатории и заместитель заведующего кафедрой.