DSA Faculty
API
← к списку преподавателей

Кучерявый Евгений Андреевич

Научно-исследовательский институт телекоммуникаций

Профиль на hse.ru ↗ тел.: +7 (495) 772-95-90 | 55136
Публикаций
82
Языков
1
Наград
5
Конференций
0
Профиль Публикации (82) Курсы (4)

Профессиональные интересы

Беспроводные сети 5/6GЦифровые двойники систем и сетей связиAI/ML в телекомемоделирование сетей связиультрамалые задержки URLLCWiFi

Должности

  • Директор — Научно-исследовательский институт телекоммуникаций
  • Профессор — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Департамент электронной инженерии
  • Главный научный сотрудник — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Департамент электронной инженерии
  • Академический руководитель образовательной программы — Технологии искусственного интеллекта в телекоммуникациях
  • Руководитель программы повышения квалификации — Стандарты 5G/5G. Продвинутый уровень

Био

  • · Начал работать в НИУ ВШЭ в 2014 году.
  • · Научно-педагогический стаж: 35 лет.

Образование

  • 2018 · Доктор наук: Московский технический университет связи и информатики, тема диссертации: "Разработка и исследование комплекса моделей и методов распределения ресурсов в беспроводных гетерогенных сетях связи"
  • 2005 · PhD: Технологический университет Тампере
  • 1999 · Кандидат наук: тема диссертации: Исследование вероятностно-временных характеристик механизмов управления мультимедийной нагрузкой в сетях АТМ
  • 1997 · Специалитет: Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, специальность «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», квалификация «Инженер»

Награды и поощрения

  • · Почетная грамота НИУ ВШЭ (сентябрь 2024)
  • · Надбавка за публикацию в журнале из Списка А (и приравненном к нему научном издании) (2025–2026, 2024–2025, 2023–2024)
  • · Надбавка за публикацию в международном рецензируемом научном издании (2022–2023, 2021–2022)
  • · Надбавка за статью в зарубежном рецензируемом журнале (2015–2017)
  • · Лучший преподаватель — 2018

Гранты и проекты

  • — · на соискание учёной степени кандидата наук

Идентификаторы исследователя

Публикации (82)

23rd International Conference, NEW2AN 2023, and 16th Conference, ruSMART 2023, Dubai, United Arab Emirates, December 21–22, 2023, Proceedings, Part II. Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks and Systems. LNCS, volume 14543

2024 · BOOK · en

This book constitutes the refereed proceedings of the 23rd International Conference on Next Generation Wired/Wireless Networking, NEW2AN 2023, and the 16th Conference on Internet of Things and Smart Spaces, ruSMART 2023, held in Dubai, United Arab Emirates, in December 21–22, 2023. The 67 full papers were carefully reviewed and selected from 258 submissions. The NEW2AN 2023 is well-established conference with a unique cross-disciplinary mixture of telecommunications-related research and science, various aspects of next generation data networks, while special attention is given to advanced wireless networking and applications.

DOI ↗

Information Security Threats in Sixth-Generation Wireless Networks

2024 в печати · ARTICLE · en

This paper considers information security (hereinafter IS) threats in sixth generation (hereinafter 6G) networks. IS threats were analysed on the basis of the document ‘FG NET-2030 Technical Specification on Network 2030 Architecture Framework’ (hereinafter referred to as the Technical Specification), which was developed by the International Telecommunication Union (hereinafter referred to as ITU) in 2020. This Technical Specification describes the architectural principles for 6G public networks, such as: access, routing and addressing, network transmission security and other aspects. Based on the studied Technical Specification, the authors of the article have identified threats to 6G networks such as: interaction with vulnerable networks of previous generations; radio interface attacks; use of public networks by critical information infrastructure (CII) subjects and non-subjects; support, unification and integration of old protocols; increased network heterogeneity; lack of IS requirements to Artificial Intelligence (hereinafter AI or AI); open source softification. Having analysed these threats, the authors of the paper propose solutions that will avoid and mitigate the identified IS risks for 6G networks. Most of the IS solutions in the considered Technical Specification, need to be updated and finalised from the IS point of view. When developing and implementing a new technology, special attention should be paid to the security and safety of the solution itself, because it will allow to preserve not only the sovereignty, reputation and material assets of information owners, but also to prevent many economic, political, social and other conflicts and disasters, as well as to save lives, which is the priority task of information security.

PDF ↗

Comparison of energy conservation strategies for 5G NR RedCap service in industrial environment

2024 · ARTICLE · en

The recently standardized reduced capability (RedCap) type of user equipment (UE) for 5G New Radio (NR) systems offers a useful option for energy-constrained devices. By utilizing a combination of discontinuous reception (DRX), wake-up signal (WUS), and radio resource management (RRM) relaxation functions, RedCap UE may provide excellent power efficiency for a large set of applications. In this study, we investigate power efficiency and battery lifetime for RedCap UEs for different types of applications and various combinations of energy conservation mechanisms. We utilize extended virtual reality (X-VR) and web browsing as applications of interest. To this aim, we develop a versatile mathematical framework representing the sought metrics as a function of time, accounting for specifics of millimeter wave (mmWave) propagation, micro- and macro-mobility of UEs, human body blockage, and type of application. Numerically, we show that higher micro- and macro-mobility speeds lead to worse power efficiency and the loss can be quite substantial amounting up to 30%. Antenna arrays with worse directivity show better performance in the presence of micro- and macro-mobilities when RRM Relaxation is utilized, with a difference between and arrays reaching 1.5 bit/J/KHz, which is approximately 40%. The energy conservation mechanisms produce no noticeable impact on the power efficiency and battery lifetime for rate-greedy applications such as X-VR. Low-data-rate applications with long pauses between transmission cycles, such as web browsing, may benefit from utilizing WUS and RRM Relaxation in addition to conventional DRX. However, their impact is rather small at a scale of 5%–10%.

DOI ↗ PDF ↗

A Survey of Delay-Oriented Dynamic Link Scheduling Policies for 5G/6G Integrated Access and Backhaul Systems

2024 · ARTICLE · en

Integrated Access and Backhaul (IAB) is expected to become a key part of the 5G and future cellular systems enabling cost-controlled network densification. IAB relies upon multi-hop relaying, which makes delay a critical factor, especially for the half-duplex operational regime where only a subset of access and backhaul links can be scheduled simultaneously. Numerous dynamic link scheduling policies were developed in the past for different applications, backpressure being the best known example. Each such policy offers its own balance of supported network throughput, computational complexity and end-to-end delay performance. The latter metric is the least investigated in the literature and is the most important for multi-hop 5G IAB systems. The aim of this paper is to revisit and compare these techniques in the context of 5G/6G IAB and with a particular focus on delay. To this end, we formalize the IAB system Integrated Access and Backhaul (IAB) is expected to become a key part of the 5G and future cellular systems enabling cost-controlled network densification. IAB relies upon multi-hop relaying, which makes delay a critical factor, especially for the half-duplex operational regime where only a subset of access and backhaul links can be scheduled simultaneously. Numerous dynamic link scheduling policies were developed in the past for different applications, backpressure being the best known example. Each such policy offers its own balance of supported network throughput, computational complexity and end-to-end delay performance. The latter metric is the least investigated in the literature and is the most important for multi-hop 5G IAB systems. The aim of this paper is to revisit and compare these techniques in the context of 5G/6G IAB and with a particular focus on delay. To this end, we formalize the IAB system

DOI ↗ PDF ↗

Performance-Utilization Trade-offs for State Update Services in 5G NR Systems

2024 · ARTICLE · en

State update applications reporting the state of a remote system to the control center constitute a critical part of modern Internet of Things (IoT) applications. The performance of these applications is conventionally assessed using the age of information (AoI) metric to quantify the freshness of the knowledge of a remote system at a control center. However, these applications react to external environmental events, such as smart grids and industrial automation deployments, and are characterized by a high degree of variability and temporal dependence in the arrival traffic patterns. To date, no studies have reported mathematical models for the peak AoI (PAoI) assessment of state-update applications under such traffic conditions and capturing specifics of the service process of 5G New Radio (NR) systems with batch arrivals and batch service. The aim of this study is to assess the impact of these properties on the PAoI performance of modern state update applications provisioned over 5G NR systems. To this end, by accounting for the coefficient of variation and autocorrelation in the traffic arrival patterns and service specifics of 5G NR systems, we utilize queuing theory and stochastic geometry tools to quantify the mean and distribution of the PAoI and sojourn time. Our numerical results showed that the mean PAoI and sojourn time (latency) were characterized by qualitatively identical responses to the coefficient of variation and lag-1 normalized autocorrelation function (NACF). Specifically, an increase in these characteristics leads to a corresponding increase in mean PAoI and latency. However, the impact of the coefficient of variation is much more profound, increasing the PAoI metric by up to 200% as compared to the conventional Poisson process, while even extremely large values of lag-1 NACF (0.6-0.9) increases the mean PAoI by 15-20% at most. From a practical perspective, we observed that in 5G NR cellular systems, the mean PAoI increases as a function of the mean packet arrival rate at a much slower rate than the increase in resource utilization. Thus, to maximize network operator revenues, we recommend utilizing the arrival rate that maximizes the latter parameter as an operational point, as it results in just a 15-20% increase in the mean PAoI.

DOI ↗ PDF ↗

АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ТЕХНИЧЕСКУЮ СПЕЦИФИКАЦИЮ NETWORK 2030 ARCHITECTURE FRAMEWORK ДЛЯ 6G СЕТЕЙ

2023 · CHAPTER · ru

В данной статье с точки зрения информационной безопасности (далее ИБ) рассматривается документ «FG NET-2030 Technical Specification on Network 2030 Architecture Framework» (далее Техническая спецификация ) выпущенный Международным союзом электросвязи (далее ITU) в 2020. Разработанная Техническая спецификация описывает архитектурные принципы для сетей общего пользования 6G, такие как: доступ, маршрутизация и адресация, безопасность сетевой передачи и другие аспекты. На основании изученной Технической спецификации авторами статьи выявлены недостатки ИБ такие как: использование сетей общего пользования субъектами и не субъектами критической информационной инфраструктуры (далее КИИ); поддержка, унификация и интеграция старых протоколов; повышенная гетерогенность сети; отсутствие требований ИБ к Искусственному Интеллекту (далее ИИ или AI). Проанализировав данные недостатки, авторами статьи предложены решения, которые позволят избежать и митигировать выявленные риски ИБ для сетей общего пользования, критичной информационной инфраструктуры (далее КИИ) и искусственного интеллекта. Большинство решений ИБ в рассматриваемой Технической спецификации , нуждаются в обновлении и доработке с точки зрения ИБ. При разработке и внедрении новой технологии нужно особое внимание уделять вопросам безопасности и защищенности самого решения, потому, что это позволит сохранить не только суверенитет, репутацию и материальные активы владельцев информации, но и предотвратить множество экономических, политических, социальных и других конфликтов и катастроф, а также спасти жизни людей, что является приоритетной задачей информационной безопасности.

DOI ↗ PDF ↗

Packet Level Performance of 5G NR System Under Blockage and Micromobility Impairments

2023 · ARTICLE · en

With the introduction of the Integrated Access and Backhaul (IAB) technology by 3GPP, the last mile in beyond 5G cellular systems will be characterized by multiple wireless backhaul links between the user equipment and base station. In such multi-hop configurations, packet latency becomes a dominant factor characterizing the quality of service (QoS) delivered to the users. At the same time, directional communications at millimeter wave (mmWave) frequencies are prone to frequent outages caused by blockage and micromobility leading to periods of silence and subsequent rate compensation. In this paper, we are interested in assessing the impact of mmWave propagation specifics on the delay and medium access control (MAC) buffer overflow performance at a 5G NR IAB network node. To this aim, we first propose a continuous-time Markov chain model for the bitrate provided by such a system that explicitly accounts for mmWave-specific propagation. Then, by formulating a queuing model of packet transmission, we characterize the mean packet delay experienced by a traffic source. Our results illustrate that the mean delay and MAC buffer overflow probability at the NR BS interface is a step function that is not strictly decreasing due to the packet encapsulation specifics of the modulation and coding (MCS) adaptation mechanism. Further, these metrics are non-negligible even for the system having a sufficient amount of resources. For IAB architecture, where the access link may not be available the mean delay increases exponentially even when the arrival rate is adjusted to the available resources.

DOI ↗

Spatio-Temporal Coherence of mmWave/THz Channel Characteristics and Their Forecasting Using Video Frame Prediction Techniques

2023 · ARTICLE · en

Информация о состоянии канала в системах связи миллиметрового диапазона (мм) и терагерца (ТГц) жизненно важна для различных задач, начиная от планирования оптимального местоположения БС и заканчивая эффективными механизмами отслеживания луча и проектированием передачи обслуживания. Благодаря использованию крупномасштабных фазированных антенных решеток и высокой чувствительности к геометрии окружающей среды и материалам, точные модели распространения для этих диапазонов получаются с помощью моделирования трассировки лучей. Однако условия распространения в системах мм/ТГц теоретически могут меняться на очень малых расстояниях, то есть 1 мм–1 мкм, что требует огромных вычислительных затрат для моделирования. В этой статье мы сначала оценим эффективные корреляционные расстояния в системах миллиметрового диапазона/ТГц для различных сценариев на открытом воздухе, моделей мобильности пользователей, а также условий прямой видимости (LoS) и без LoS (nLoS). В качестве интересующих показателей мы используем угол прихода/исхода (AoA/AoD) и потери на пути первых нескольких самых сильных лучей. Затем, чтобы уменьшить вычислительные усилия, необходимые для процедуры трассировки лучей, мы предлагаем методологию экстраполяции и интерполяции этих метрик на основе модели сверточной длинной краткосрочной памяти (ConvLSTM). Предлагаемая методология основана на специальном представлении информации о состоянии канала в форме, подходящей для современных методов машинного обучения (ML) улучшения видео, что позволяет использовать их мощные возможности прогнозирования. Чтобы оценить эффективность прогнозирования модели ConvLSTM, мы используем точность и полноту в качестве основных интересующих показателей. Наши численные результаты показывают, что корреляция состояний каналов в параметрах AoA/AoD сохраняется примерно до 0,3–0,6 м, что в 300–600 раз больше длины волны на частоте 300 ГГц. Использование модели ConvLSTM позволяет нам точно прогнозировать углы AoA и AoD на расстоянии до 0,6 м, при этом AoA характеризуется более высокой среднеквадратической ошибкой (MSE). Наши результаты можно использовать для ускорения моделирования трассировки лучей за счет выбора размера шага сетки, что приводит к желаемому компромиссу между точностью моделирования и временем вычислений. Кроме того, его также можно использовать для улучшения отслеживания луча в системах миллиметрового/ТГц диапазона посредством выбора временного шага между процедурами перенастройки луча.

DOI ↗ PDF ↗

Кооперативное кэширование контента в NDN-сценариях для сетей VANET

2023 · ARTICLE · ru

Статья посвящена вопросам кэширования в сетях именованных данных (Named Data Networking, NDN), направленных на адресацию контента по имени и отделение информации от её узла-производителя. Внутрисетевое кэширование является одной из главных особенностей сетей NDN, превращая их, по сути, в сеть взаимосвязанных кэшей, способных накапливать пакеты в буфере промежуточных маршрутизаторов, а также приближать их к потребителю с помощью кэширования на границе сети. Эффективность системы кэширования контента зависит от многих факторов, рассмотренных в статье: закона популярности и стратегии репликации контента, размера и политики вытеснения кэша. Для распространения и кэширования информации на периферийном роутере приведен оригинальный алгоритм, позволяющий эффективно хранить в кэше популярный контент, который превосходит традиционные подходы по нескольким метрикам (попадание кэша, задержка и др.) Моделирование работы такого алгоритма для сценария автомобильной самоорганизующейся сети проведено в сетевом симуляторе ndnSIM.

DOI ↗

Performance of Offloading Strategies in Collocated Deployments of Millimeter Wave NR-U Technology

2023 · ARTICLE · en

5G New Radio (NR) technology operating in millimeter wave (mmWave) band is expected to be utilized in areas with high and fluctuating traffic demands such as city squares, shopping malls, etc. The latter may result in quality of service (QoS) violations. To deal with this challenge, 3GPP has recently proposed NR unlicensed (NR-U) technology that may utilize 60 GHz frequency band. In this paper, we investigate the deployment of NR-U base stations (BS) simultaneously operating in licensed and unlicensed mmWave bands in presence of competing WiGig traffic, where NR-U users may use unlicensed band as long as session rate requirements are met. To this aim, we utilize the tools of stochastic geometry, Markov chains, and queuing systems with random resource requirements to simultaneously capture NR-U/WiGig coexistence mechanism and session service dynamics in the presence of mmWave-specific channel impairments. We then proceed comparing performance of different offloading strategies by utilizing the eventual session loss probability as the main metric of interest. Our results show non-trivial behaviour of the collision probability in the unlicensed band as compared to lower frequency systems. The baseline strategy, where a session is offloaded onto unlicensed band only when there are no resources available in the licensed one, leads to the best performance. The offloading strategy, where sessions with heavier-than-average requirements are immediately directed onto unlicensed band results in just 2−5% performance loss. The worst performance is observed when sessions with smaller-than-average requirements are offloaded onto unlicensed band.

DOI ↗ PDF ↗

Курсы (4)