Сети Wi-Fi-избавили от лишней «информационной нагрузки»

Ученые придумали, как сделать информацию о состоянии канала связи по Wi-Fi более компактной. Данные передаются от устройств к точке доступа. Новый алгоритм позволяет уменьшить их объем примерно наполовину. Это должно улучшить качество работы Wi-Fi-сетей.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале IEEE Wireless Communications Letters.

Технология MIMO обеспечивает быструю передачу больших объемов данных по Wi-Fi. В этой технологии используются передатчики и приемники с несколькими антеннами.

Но у MIMO есть ограничение: устройство Wi-Fi должно периодически сообщать точке доступа о состоянии беспроводного канала. Например, о том, как сигнал отражается от окружающих объектов в помещении. Эти сообщения могут быть довольно объемными, и даже современные системы сжатия данных не позволяют сильно уменьшить их размер. Из-за этого на обработку этих сообщений уходит много времени и ресурсов, что замедляет передачу данных.

Ученые из Института проблем передачи информации в Москве предложили новый способ сжатия данных о состоянии канала без потери информации.

Они использовали математическую модель для имитации процесса передачи данных с помощью технологии MIMO. Оказалось, что можно оценивать состояние беспроводного канала, отправляя точке доступа не все результаты измерений подряд, а только разницу между ними.

Этот метод позволяет дополнительно сжимать данные с помощью простых алгоритмов кодирования.

Исследователи провели эксперимент, чтобы проверить, как работает их новый метод. Они отправляли сигналы с помощью Wi-Fi-станции, у которой было несколько антенн. Сигналы принимали с помощью устройства с несколькими антеннами, которое записывало форму полученного сигнала.

Ученые сравнили форму исходного сигнала с той, что была записана приемником. Это позволило им понять, как устройство реагирует на сигналы.

Затем они использовали новый метод сжатия для обработки данных о состоянии беспроводного канала. Эксперимент показал, что этот метод позволяет уменьшить объем информации примерно наполовину.

Преимущество этого метода в том, что его легко внедрить в стандарт сетей Wi-Fi и реализовать в беспроводных устройствах.

Новый подход позволит повысить качество многопользовательских Wi-Fi-сетей, в которых требуется одновременная передача и обработка больших объемов информации, — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Илья Левицкий, научный сотрудник лаборатории беспроводных сетей Института проблем передачи информации имени А.А. Харкевича РАН.

С момента публикации прошлой статьи исследование значительно углубилось.

Мы поставили серии новых экспериментов, провели множество обсуждений, воспроизвели имеющиеся и создали новые методы передачи информации о канале. Нам пришлось обратиться к смежным темам, вроде теории кодирования, статистики и цифровой обработки сигнала. Это позволило получить новые ценные данные, которые будут полезны при улучшении качества беспроводных систем передачи информации, — отметил первый автор статьи Андрей Баранников, научный сотрудник лаборатории беспроводных сетей Института проблем передачи информации имени А.А. Харкевича РАН.

Ранее ученые напомнили, что сети wi-fi уязвимы для вирусов.

25.12.2024