Пользователи мобильных устройств с поддержкой технологии 5G нередко испытывают такую проблему, как неравномерное и ограниченное покрытие при высокой скорости передачи данных, или наоборот, широкое покрытие, но со скоростью на уровне сети 4G. Инженерами-электриками из США была разработана новая технология, способная решить перечисленные проблемы. Она способна обеспечить ровное и стабильное покрытие 5G при скорости передачи данных до 800 Мбит/с. Разработка будет анонсирована в рамках ACM SIGCOMM 2021, запланированного в режиме онлайн. Конференция продлится четыре дня – с 23 по 27 августа.
Проблема
Это решение, являющееся технологией преодоления различных препятствий на пути к повседневному применению и распространению высокочастотных сетей 5G. Давно известно, что волны длиной в несколько мм не могут эффективно преодолевать преграды на своем пути. Как правило, такими преградами выступают деревья, стены и даже люди.
Сегодня высокочастотные сети 5G используют лазерный луч с диапазоном 1 мм, распространяющийся между станцией и приемником. Последним выступает мобильное устройство пользователя. Если кто-либо станет на пути следования лазерного луча, произойдет блокировка соединения.
Что за технология
Специалисты Центра беспроводной связи, расположенного в городе Сан-Диего, нашли способ решения проблемы: разделить лазерный луч, который следует от станции к приемнику, на два, и чтобы каждый из них следовал по отдельному пути к приемнику. Делается это для того, чтобы как минимум один луч достиг своего назначения, если на пути следования возникнут препятствия.
Разработанная специалистами система была протестирована за пределами офиса, а также внутри помещения. Разработанная технология обеспечила стабильное и высокоскоростное соединение (до 800 Мбит/с). Во время испытаний исследователи выяснили, что надежный сигнал поддерживается даже на расстоянии 80 метров. Сигнал не утрачивал свою силу в случае перемещения между улицей и зданием офиса.
В чем секрет
Главный секрет кроется в новых алгоритмах. Один из них в первую очередь посылает команду на станцию, чтобы лазерный луч был разделен на несколько составляющих. Часть следует прямым путем к приемнику, остальные придерживаются непрямого следования. На этом пути они подвергаются отражению от различных поверхностей: стекло, металл, бетон. Это необходимо для того, чтобы они достигли конечного пункта назначения.
После этого алгоритм определяет, какие пути следования обеспечивают наиболее выгодные условия. В дальнейшем система оптимизирует углы, мощность отдельно взятого луча. Когда они достигают назначения, подлежат объединению для создания сильного сигнала.
«Мы предполагали, что разделение луча приведет к уменьшению качества и мощности сигнала», – сообщает один из исследователей.
«Однако алгоритмы были спроектированы так, что система, разделяющая один луч на несколько, обеспечивает высокую пропускную способность при передаче энергии в таком же количестве, что и система с одним лазерным лучом», – добавил специалист.
Алгоритмы поддерживают соединение, когда возникают препятствия перед лучом. Они были реализованы на новейшем и современном оборудовании, разработанном в условия исследовательского центра. Одновременно с этим специалисты отмечают, что данная технология поддерживает существующие протоколы 5G, поэтому в техническом дооснащении они не нуждаются.