Исследователи из Московского физико-технического института и Института проблем передачи информации им. А. А. Харкевича РАН предложили метод, преодолевающий ключевое препятствие на пути развития беспроводных коммуникаций. Эта разработка направлена на увеличение надежности и быстродействия соединений в перспективных сетях Wi-Fi при одновременной работе множества гаджетов. Итоги работы размещены в престижном международном журнале IEEE Wireless Communications Letters (Q1). Значительную роль в проекте сыграл студент третьего курса базовой кафедры проблем передачи информации и анализа данных МФТИ Михаил Деканоидзе – данная публикация стала для него первой в научной карьере. Информация была предоставлена CNews пресс-службой МФТИ.
Будущие маршрутизаторы (включая разрабатываемый стандарт Wi-Fi 8) с внедрением технологий MU-MIMO и D-MIMO (многоэлементных антенных систем) получат возможность обслуживать множество клиентов единовременно. Однако рост числа устройств и антенн ведет к экспоненциальному увеличению служебного трафика. Каждое устройство, будь то смартфон или ноутбук, должно регулярно передавать точке доступа сведения о состоянии канала связи, описывая искажения сигнала. Объем такой служебной «обратной связи» нарастает лавинообразно и способен полностью исчерпать полезную пропускную способность. Эксперты обозначают эту трудность как «проклятие избыточности информации о канале». Вследствие этого существенная доля ресурсов расходуется не на полезные данные, а на служебный обмен, что может нивелировать потенциальные преимущества Wi-Fi 8 и сделать выгоду для конечного пользователя почти незаметной.
Ранее проблема часто решалась путем передачи полных данных только для отдельных частотных диапазонов с последующей математической интерполяцией остальных. Но данный подход демонстрирует низкую эффективность в условиях плотной городской среды и крупных офисных пространств, где характеристики сигнала изменяются непредсказуемо («прыгают» по частотам).
Команда ученых из МФТИ и ИППИ РАН нашла решение, позволившее добиться принципиально более устойчивого соединения в перегруженной сети и реального повышения скорости там, где раньше связь неизбежно обрывалась.
Специалисты представили новую математическую модель, которая обеспечит сетям Wi-Fi нового поколения более высокую скорость и стабильность даже при массовых подключениях. Ее суть заключается в более эффективном и сжатом описании информации о распространении сигнала между устройствами, что позволяет системе точнее настраиваться и подстраиваться под изменяющиеся условия. Созданный алгоритм повышает качество передачи, не требуя увеличения объема служебных данных. В итоге полезный сигнал лучше выделяется на фоне шумов и помех, а связь становится значительно надежнее. Существенный вклад в достижение этого результата внес студент третьего курса ФРКТ МФТИ Михаил Деканоидзе.
«Некоторые из выводов этого исследования я подготовил ещё в июле 2025 года во время летней школы. Мне удалось найти способ компактного представления данных о состоянии канала связи, что позволяет устройствам оперативно и точно синхронизироваться с сигналом даже в условиях массовых подключений. Это исследование стало моим первым шагом в научной деятельности», — отметил Михаил Деканоидзе.
В проектную группу также входили ассистент базовой кафедры проблем передачи и анализа данных, аспирант МФТИ Егор Ендовицкий, доцент кафедры проблем передачи информации и анализа данных МФТИ Вячеслав Логинов, младший научный сотрудник ИППИ РАН, выпускник МФТИ Антон Третьяков и заведующий лабораторией интеллектуальных систем связи МФТИ Евгений Хоров. Все они высоко оценили вклад студента в коллективный труд.
«То, что реализовал Михаил, представляет собой не просто техническую поддержку, а законченный научный результат. Он не только укрепил всё исследование, но и подтвердил практическую ценность нашего подхода для применения в реальных микросхемах. Для третьекурсника провести анализ, соответствующий лучшим мировым критериям, — это выдающийся успех», — прокомментировал научный руководитель Михаила, аспирант МФТИ, ассистент кафедры проблем передачи информации и анализа данных МФТИ Егор Ендовицкий.
«Данная работа иллюстрирует главное достоинство нашей кафедры — тесную связь учебного процесса с актуальными научными исследованиями. Уже на третьем курсе наши студенты не ограничиваются теоретическим материалом из учебников, а занимаются решением практических задач мирового уровня, добиваясь результатов, которые получают признание в авторитетных международных изданиях. Мы не стремимся к количеству публикаций — мы формируем среду, где одарённые молодые люди, подобно Михаилу, могут реализовать свой потенциал и сделать научный вклад, который будет замечен специалистами по всему миру. Для студентов это уникальная возможность построить успешную карьеру в телекоммуникационной отрасли ещё до окончания вуза», — заявил заведующий лабораторией интеллектуальных систем связи МФТИ Евгений Хоров.
Исследование проведено при поддержке гранта Российского научного фонда №23-19-00756 и программы «Приоритет 2030».
