오늘날의 5G 휴대폰 소비자는 다음과 같은 절충안 중 하나를 경험했을 수 있습니다. 매우 제한적이고 불규칙한 적용 범위의 인상적인 다운로드 속도 또는 오늘날의 4G 네트워크보다 훨씬 빠르지 않은 속도로 광범위하고 안정적인 적용 범위입니다.
새로운 technology 캘리포니아 대학교 샌디에이고 캠퍼스의 전기 엔지니어가 개발한 이 기술은 두 세계의 장점을 결합하여 동시에 초고속 및 안정적인 5G 연결을 가능하게 합니다.
이 기술은 고대역 5G를 일상적인 사용자에게 실용적으로 만들기 위한 장애물을 극복하는 솔루션을 제시합니다. 밀리미터파로 알려진 빠른 무선 신호는 멀리 이동할 수 없으며 벽, 사람, 나무 및 기타 장애물에 의해 쉽게 차단됩니다.
오늘날의 고대역 5G 시스템은 기지국과 수신기(예: 사용자의 전화) 간에 하나의 레이저와 같은 밀리미터파 빔을 전송하여 데이터를 통신합니다. 문제는 빔의 경로를 방해하는 무언가 또는 누군가가 있으면 연결이 완전히 차단된다는 것입니다.
팀은 영리한 솔루션을 내놓았습니다. 하나의 레이저 같은 밀리미터파 빔을 여러 개의 레이저와 같은 빔으로 나누고 각 빔이 기지국에서 수신기까지 다른 경로를 사용하도록 하는 것입니다. 아이디어는 장애물이 방해가 될 때 적어도 하나의 빔이 수신기에 도달할 가능성을 높이는 것입니다.
연구원들은 이를 수행할 수 있는 시스템을 만들고 사무실 내부와 캠퍼스 건물 외부에서 테스트했습니다. 이 시스템은 800% 신뢰성으로 높은 처리량 연결(최대 100Mbps)을 제공했습니다. 즉, 사용자가 책상, 벽 및 야외 조각품과 같은 장애물 주위를 이동할 때 신호가 떨어지거나 강도가 떨어지지 않습니다. 실외 테스트에서 시스템은 최대 80미터(262피트) 떨어진 곳에서 연결을 제공했습니다.
시스템을 만들기 위해 연구자들은 일련의 새로운 알고리즘을 개발했습니다. 한 알고리즘은 먼저 기지국에 빔을 여러 경로로 분할하도록 지시합니다. 이러한 경로 중 일부는 기지국과 수신기에서 직접 촬영합니다. 일부 경로는 간접 경로를 사용합니다. 여기서 빔은 반사체(유리, 금속, 콘크리트 또는 건식 벽체와 같은 밀리미터파를 반사하는 환경 표면)에서 반사되어 수신기에 도달합니다. 그런 다음 알고리즘은 주어진 환경에서 가장 좋은 경로를 학습합니다. 그런 다음 각 빔의 각도, 위상 및 전력을 최적화하여 수신기에 도달할 때 구성적으로 결합하여 강력하고 높은 품질의 높은 처리량 신호를 생성합니다.
이 접근 방식을 사용하면 더 많은 빔이 더 강한 신호를 생성합니다.
빔을 분할하면 신호의 처리량이나 품질이 저하될 것이라고 생각할 수 있습니다. 하지만 팀이 디자인한 방식으로 알고리즘, 수학적으로 우리의 다중 빔 시스템은 단일 빔 시스템과 동일한 양의 전력을 전체적으로 전송하면서 더 높은 처리량을 제공합니다.
다른 알고리즘은 사용자가 이리저리 움직일 때와 다른 사용자가 도중에 걸을 때 연결을 유지합니다. 이러한 일이 발생하면 빔이 잘못 정렬됩니다. 알고리즘은 사용자의 움직임을 지속적으로 추적하고 모든 빔 매개변수를 재정렬하여 이 문제를 극복합니다.
팀은 현재 여러 사용자를 수용할 수 있도록 시스템을 확장하는 작업을 하고 있습니다.
ELE 타임즈
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