Научная деятельность научной лаборатории Интернета вещей и киберфизических систем

Научно-исследовательская деятельность Лаборатории включает в себя работу с исследовательскими центрами, институтами и компаниями, являющимися производителями или потребителями технологий Интернета вещей, киберфизических систем, устройств и услуг и будет осуществляться по следующим направлениям:

1. Беспроводные сенсорные сети в рамках концепции Интернета вещей. 

• Беспроводные сенсорные сети (БСС). Методы повышения энергоэффективности БСС различных типов. Моделирование энергоэффективности БСС.
• Системы виртуальной реальности на основе энергоэффективных БСС. Методы манипуляции объектами в виртуальной среде и методы взаимодействия элементов системы захвата движений.
• Взаимодействие БСС через Интернет. Математическое и программное обеспечение взаимодействия БСС и устройств IoT/IIoT. Методы повышения энергоэффективности интерфейсов БСС и устройств IoT/IIoT. 

• Исследование и разработка моделей оценки энергоэффективности функционирования изолированных устройств. Отдельное внимание при решении данной задачи планируется уделить исследованию энергоэффективности пользовательских интерфейсов на носимых устройствах.
• Исследование и разработка моделей оценки энергоэффективности и методов ее повышения для устройств, взаимодействующих в рамках локальной беспроводной сети. Помимо традиционных энергоэффективных технологий и стандартов (IEEE 802.15.4, ZigBee, Bluetooth LE), планируется исследование нескольких новейших технологий: беспроводные сенсорные сети городского масштаба (LoRaWAN), нательные сети (BodyNet), а также использование мобильных возобновляемых источников энергии.
• Разработка модели оценки энергоэффективности и методов ее повышения для устройств, взаимодействующих в рамках глобальной сети IoT/IIoT через посреднические платформы данных. 
• Оценка разработанных моделей и методов на примерах систем сбора и передачи обычных и мультимедийных данных, на посреднических платформах IoT/IIoT.

• Разработка методов, построенных на использовании множества беспроводных соединений единовременно (heterogeneous multi-connectivity).
• Исследование характеристик передачи данных на крайне высоких частотах (mmWave) и построение соответствующих протоколов беспроводного доступа.
• Создание способов управления беспроводной системой связи, ориентированных на поддержку приложений IoT/IIoT с заданными характеристиками надежности и вероятности доставки сообщения.

• Рассмотрение типовых моделей движения для продвинутых устройств IoT/IIoT (автономные и подключенные автомобили, промышленные роботы, дроны) и их влияния на показатели функционирования беспроводной системы связи.
• Разработка новых протоколов беспроводного доступа, учитывающих тип мобильности устройств IoT/IIoT и требования выполняемых ими задач.
• Предложения улучшений для современных технологий беспроводной передачи данных, связанных с поддержкой (высокоскоростных) мобильных устройств IoT/IIoT, передающих большие объемы данных.

• Проблемы узконаправленности лучей, интерференционная структура и ряд специфических эффектов ТГц диапазона, такие как молекулярное поглощение и шум.
• Детализированный анализ интерференционной структуры в ТГц диапазоне и возможные решения для снижения интерференций.
• Рамки многопользовательской ТГц производительности сети, включая SINR, спектральную и энергетическую эффективность.
• Развитие доступа к среде и структуры распределения ресурсов для высоконаправленных ТГгц каналов.
• Модель интерференции в ТГц сети со стационарными узлами с использованием методов стохастической геометрии.
• Модель интерференции в ТГц сети с мобильными узлами с использованием методов интегральной геометрии.
• Интеграция полученных моделей с моделями мобильности внутри помещений, такими как модель случайного направления,  «функциональное блуждание Леви» (Levy flight model).
• Моделирования стационарной среды с использованием кластеризированного размещение, затемнение LoS (Line of Sight, прямая видимость), распределения расстояний пути отражённого луча.