Consumenten van de huidige 5G-mobiele telefoons hebben mogelijk een van de volgende nadelen ondervonden: indrukwekkende downloadsnelheden met extreem beperkte en vlekkerige dekking, of wijdverbreide en betrouwbare dekking met snelheden die niet veel sneller zijn dan de huidige 4G-netwerken.
nieuwe technologie ontwikkeld door elektrotechnici van de Universiteit van Californië in San Diego combineert het beste van twee werelden en zou 5G-connectiviteit mogelijk kunnen maken die tegelijkertijd ultrasnel en betrouwbaar is.
De technologie biedt een oplossing om een wegversperring te overwinnen om de high-band 5G praktisch te maken voor de dagelijkse gebruiker: de snelle draadloze signalen, bekend als millimetergolven, kunnen niet ver reizen en worden gemakkelijk geblokkeerd door muren, mensen, bomen en andere obstakels.
De huidige high-band 5G-systemen communiceren gegevens door één laserachtige millimetergolfstraal tussen een basisstation en een ontvanger te sturen, bijvoorbeeld de telefoon van een gebruiker. Het probleem is dat als iets of iemand het pad van die straal in de weg staat, de verbinding volledig wordt geblokkeerd.
Het team bedacht een slimme oplossing: splits de ene laserachtige millimetergolfbundel in meerdere laserachtige bundels, en laat elke bundel een ander pad volgen van het basisstation naar de ontvanger. Het idee is om de kans te vergroten dat ten minste één straal de ontvanger bereikt wanneer een obstakel in de weg staat.
De onderzoekers creëerden een systeem dat dit kan en testten het in een kantoor en buiten een gebouw op de campus. Het systeem bood een verbinding met hoge doorvoer (tot 800 Mbps) met 100% betrouwbaarheid, wat betekent dat het signaal niet wegzakte of aan kracht verloor als de gebruiker zich rond obstakels zoals bureaus, muren en buitensculpturen bewoog. In buitentests bood het systeem connectiviteit tot 80 meter (262 voet) afstand.
Om hun systeem te creëren, ontwikkelden de onderzoekers een reeks nieuwe algoritmen. Eén algoritme geeft eerst het basisstation de opdracht om de straal in meerdere paden te splitsen. Sommige van deze paden nemen een directe opname van het basisstation en de ontvanger; en sommige paden nemen een indirecte route, waarbij de stralen weerkaatsen op zogenaamde reflectoren - oppervlakken in de omgeving die millimetergolven zoals glas, metaal, beton of gipsplaat reflecteren - om bij de ontvanger te komen. Het algoritme leert dan wat de beste paden zijn in de gegeven omgeving. Vervolgens optimaliseert het de hoek, fase en kracht van elke straal, zodat wanneer ze bij de ontvanger aankomen, ze constructief combineren om een sterk signaal van hoge kwaliteit en hoge doorvoer te creëren.
Met deze aanpak resulteren meer stralen in een sterker signaal.
Je zou denken dat het splitsen van de bundel de doorvoer of kwaliteit van het signaal zou verminderen. Maar met de manier waarop het team hun algoritmen, blijkt wiskundig dat ons multi-beam-systeem u een hogere doorvoer geeft terwijl het in het algemeen dezelfde hoeveelheid vermogen uitzendt als een single-beam-systeem.
Het andere algoritme houdt de verbinding in stand wanneer een gebruiker zich verplaatst en wanneer een andere gebruiker in de weg staat. Wanneer dit gebeurt, worden de stralen verkeerd uitgelijnd. Het algoritme lost dit probleem op door continu de beweging van de gebruiker te volgen en alle straalparameters opnieuw uit te lijnen.
Het team werkt nu aan het opschalen van het systeem om meerdere gebruikers tegemoet te komen.
ELE-tijden
-
ELE-tijdenhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsVerbeter de prestaties van machine learning door de nullen te laten vallen
-
ELE-tijdenhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsBD Soft sluit aan bij Data Resolve en versterkt zijn aanbod op het gebied van cyberbeveiliging en bedrijfsinformatie
-
ELE-tijdenhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsGecombineerde aanpak vindt het beste directe traject voor het genereren van robotpaden
-
ELE-tijdenhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsEén materiaal met twee functies kan leiden tot sneller geheugen