Зроблено в Росії: як новий метод передачі даних пришвидшить Wi-Fi. Інтерв'ю з Євгеном Хоровим.

— Ви та ваші колеги першими у світі створили прототип пристрою з так званим неортогональним доступом у мережах Wi-Fi. І це, наскільки ми розуміємо, важлива інновація в бездротових мережах. У чому ідея?

— Зазвичай на одній частоті від одноантенного пристрою до інших одноантенних пристроїв можна передати лише один потік інформації. Але за допомогою неортогонального доступу ви можете з однієї антени передати двом різним пристроям два потоки інформації, використовуючи ті ж радіочастотні ресурси. І у зворотному напрямку — два потоки з двох пристроїв на одну антену.

— Як це? Ці два потоки чимось відрізняються?

— Потоки відрізняються потужністю. І виходить наступне: нехай два пристрої, які приймають, знаходяться на певній відстані одне від одного, одне — ближче, інше — далі. Ми передаємо суму двох повідомлень, при цьому кожне повідомлення сумується зі своїм вагою-потужністю. Повідомлення дальньому користувачу ми передаємо з трохи більшою потужністю, а повідомлення ближньому користувачу — з меншою потужністю. Дальній користувач в результаті може виділити своє повідомлення, розглядаючи інше повідомлення, про існування якого він не знає, просто як шум.

Оскільки потужність його повідомлення більша, а затухання потужності обох повідомлень однакове, то своє повідомлення дальній користувач отримує з більшою потужністю і може його декодувати. Ближній користувач також декодує це повідомлення, але оскільки воно не призначене йому, він чужое повідомлення відкидає, а залишене декодує і приймає як своє. Цей метод дозволяє підвищити швидкість передачі даних, коли нам потрібно передати дані кільком користувачам або від кількох користувачів.

— Гарна технологія!

— Це не наше винахід, широко відомо, що так можна передавати інформацію. Але на момент, коли ми почали свою роботу, ця тема тільки набирала популярність, і не було жодних ідей, як змусити цей метод працювати в мережах Wi-Fi. Ми зробили перший у світі прототип пристроїв Wi-Fi, які використовують неортогональний доступ. Правда, до реального ринкового продукту, маршрутизатора нового типу, ще далеко. Однак ми продемонстрували, що це взагалі працює. Одне з підключених пристроїв було звичайним ноутбуком, який взагалі не знав, що використовується неортогональний доступ. Нам вдалося не лише впровадити цю технологію в мережу Wi-Fi, але й зробити цей метод назад сумісним.

Цей результат має дуже високу практичну цінність, тому що в сучасних мережах Wi-Fi одночасно можуть бути пристрої різних поколінь, і точка доступу змушена з одним пристроєм спілкуватися за однією версією протоколу, з іншим пристроєм — за іншою версією. Завдяки нашому підходу одночасно можна використовувати ті ж радіоресурси, щоб спілкуватися за різними принципами передачі даних. По одному може йти потік для старих пристроїв, по іншому — для нових. Це критично для підтримки додатків реального часу, коли важлива низька затримка при доставці даних. Завдяки тому, що ми можемо одночасно передавати дані, ми можемо знизити затримку. Цей прототип у 2022 році на конференції MobiHoc (одна з топових конференцій у сфері інформаційних технологій) отримав нагороду за найкращу демонстраційну експериментальну розробку. Цю ідею ми пропонували впровадити в новий стандарт Wi-Fi. Хоча у нас не вийшло (не всі пропозиції, на жаль, приймають), ми отримали коментар, що стандартизація не потрібна. Завдяки тому, що ми показали, як зробити зворотну сумісність, немає необхідності впроваджувати розробку в стандарт Wi-Fi, виробники можуть реалізовувати цей підхід без оглядки на стандарт, просто тому, що технологія сумісна з будь-яким стандартом. Ми робили цю розробку протягом кількох років.

— Як влаштована «кухня» вашої роботи? Вам потрібно інженерне дотепність або програмістське? Ви та ваші співробітники створюєте пристрої або пишете код?

— Ми працюємо на перетині математики, програмування та інженерії. Треба розуміти, що телекомунікації відносяться до технічних наук, наукові розробки повинні втілюватися в нові засоби зв'язку, технології. Частина моєї докторської дисертації увійшла в стандарт Wi-Fi-6. Методи, які виникли в результаті спроби відповісти на наукові питання, реалізувалися у вигляді частини стандарту Wi-Fi.

— Тобто ви інженери з сильною математикою в сфері передачі даних.

— Треба дуже обережно говорити про силу нашої математики. Чисті математики скажуть, що у нас в галузі немає математичних проблем тисячоліття і що у нас немає фундаментальних завдань. Фундаментальна математика сама собі ставить завдання і розвивається сама з себе, а в технічній області завдання ставляться практикою, розвиток підштовхується запитами з технічної сфери. Найчастіше у прикладних спеціалістів немає часу на розвиток нового математичного апарату, ми використовуємо вже відомий апарат для вирішення конкретних інженерних завдань. Тим не менше існують приклади, коли саме з технічних завдань зароджувалися цілі області математики, згодом далеко відходячи від початкових завдань, ради яких вони створювалися. Тож межа між прикладною та фундаментальною математикою все ж проникаюча.

— Ви сказали, що ваша робота увійшла в один з минулих протоколів Wi-Fi. А чому виробники Wi-Fi зацікавлені у вашій науковій роботі або когось ще, чому це було важливо для них?

— Ми працюємо з виробниками телекомунікаційного обладнання, з міжнародними компаніями. Зараз ситуація стала трохи гіршою, з зрозумілих причин, але я вважаю, що це все тимчасово, і ми в майбутньому сильно розширимося, причому будемо працювати не лише з міжнародними компаніями, але й з російськими. Наша лабораторія розробляє нові алгоритми, які підвищують продуктивність передачі даних, і ми беремо участь у створенні рішень для виробників, і в стандартизації, тобто доводимо деякі з наших рішень до міжнародних стандартів. Якщо виробник захоче випускати обладнання, що працює за протоколом стандарту Wi-Fi, то він повинен ці наші рішення підтримувати. В одному з наших пропозицій, яке увійшло в стандарт Wi-Fi, знадобилося дуже довго пояснювати представникам компаній — лідерів у сфері зв'язку, чому наше рішення гарне. Насправді, це були цікаві та продуктивні дискусії, в результаті яких ми трохи коригували наше бачення. Це складний процес, але якщо ти пропонуєш рішення, які зроблять технологію кращою, то вони можуть увійти в стандарт.

— А як приймаються стандарти, які впли