Ученые Института проблем передачи информации имени Харкевича РАН разработали способ сжатия сигнала о статусе беспроводной связи, который в фоновом режиме проходит между подключенными устройствами и точкой беспроводного доступа. Обработка этого «пустого» (с точки зрения пользователя) сигнала увеличивает нагрузку на сеть и соответственно снижает возможности трафика. Благодаря новой технологии объем данных о состоянии канала сократится примерно в два раза.
Результаты исследования, призванного повысить качество передачи данных в общественных и частных Wi-Fi сетях, были опубликованы в журнале IEEE Wireless Communications Letters.
Проект был профинансирован грантом Российского научного фонда (РНФ).
Скорость передачи значительных объемов данных по Wi-Fi обеспечивает протокол MIMO (англ. multiple-input and multiple-output, дословно «множественный вход и выход»). В нем сигнал отправляют и принимают многоантенные станции. Но есть условие: все подключенные устройства должны регулярно докладывать точке доступа о состоянии рабочего канала. Станция получает информацию не только об активности подключенного устройства, но и о качестве сигнала, влиянии на него внешних объектов и т.д. Вес таких сообщений измеряется килобайтами, а когда абонентских устройств в поле доступа много, даже современные компрессоры данных не могут эффективно сокращать их объем. Обработка этого «белого шума» ощутимо снижает ресурс канала. Пользователи жалуются, что Wi-Fi тормозит.
Учеными ИППИ РАН предложен инновационный способ сжатия служебных данных без их потери или искажения. Они смоделировали математическую модель трафика по технологии MIMO. Моделирование показало, что итоги всех контрольных измерений отправлять не обязательно. Достаточно отправлять точке доступа лишь различия между отдельными, рандомно взятыми измерениями. Объем передаваемых данных существенно сокращается, и их можно эффективно сжать с помощью системы кодирования.
Исследователи проверили производительность оборудования при работе по новой схеме. Сигналы заданной формы передавались с многоантенного передатчика на многоантенный приемник, при этом оценивался отклик принимающего устройства.
Записи о состоянии сети обрабатывались с помощью нового алгоритма сжатия. Измерение трафика показало, что он сократился примерно на 50%. Плюсом нововведения является то, что его внедрение не требует модернизации беспроводного оборудования.
Участник проекта Илья Левицкий отметил, что разработка повысит качество работы и пропускную способность многопользовательских сетей, используемых для передачи больших массивов информации.
Первый автор публикации, научный сотрудник лаборатории беспроводных сетей Андрей Баранников отмечает, что в ходе экспериментов ученые обратились к смежным дисциплинам, таким как теория кодирования и математическая статистка. Ученый с удовлетворением заметил, что проведенное междисциплинарное взаимодействие себя полностью оправдало.
Ученые рассказали, что открыли отрицательное время. Правда, им никто не поверил.
