Người tiêu dùng điện thoại di động 5G ngày nay có thể đã trải qua một trong những sự đánh đổi sau: tốc độ tải xuống ấn tượng với phạm vi phủ sóng cực kỳ hạn chế và rõ nét, hoặc phạm vi phủ sóng rộng rãi và đáng tin cậy với tốc độ không nhanh hơn nhiều so với mạng 4G ngày nay.
A mới công nghệ được phát triển bởi các kỹ sư điện tại Đại học California San Diego kết hợp những gì tốt nhất của cả hai thế giới và có thể cho phép kết nối 5G cực nhanh và đáng tin cậy cùng một lúc.
Công nghệ này đưa ra một giải pháp để vượt qua rào cản để biến băng tần cao 5G trở nên thực tế cho người dùng hàng ngày: tín hiệu không dây tốc độ cao, được gọi là sóng milimet, không thể truyền đi xa và dễ bị chặn bởi tường, người, cây cối và các chướng ngại vật khác.
Các hệ thống 5G băng tần cao ngày nay giao tiếp dữ liệu bằng cách gửi một chùm sóng milimet giống như la-de giữa một trạm gốc và một bộ thu — ví dụ: điện thoại của người dùng. Vấn đề là nếu một cái gì đó hoặc ai đó cản trở đường đi của chùm tia đó, thì kết nối sẽ bị chặn hoàn toàn.
Nhóm nghiên cứu đã đưa ra một giải pháp thông minh: chia một chùm sóng milimet giống như tia laser thành nhiều chùm tia giống như tia laser và để mỗi chùm tia đi theo một đường đi khác nhau từ trạm gốc đến máy thu. Ý tưởng là cải thiện khả năng ít nhất một chùm tia tới bộ thu khi có chướng ngại vật cản đường.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một hệ thống có khả năng thực hiện điều này và thử nghiệm nó bên trong văn phòng và bên ngoài một tòa nhà trong khuôn viên trường. Hệ thống cung cấp kết nối thông lượng cao (lên đến 800 Mbps) với độ tin cậy 100%, có nghĩa là tín hiệu không bị giảm hoặc mất cường độ khi người dùng di chuyển xung quanh các chướng ngại vật như bàn, tường và các tác phẩm điêu khắc ngoài trời. Trong các thử nghiệm ngoài trời, hệ thống cung cấp khả năng kết nối cách xa tới 80 mét (262 feet).
Để tạo ra hệ thống của họ, các nhà nghiên cứu đã phát triển một tập hợp các thuật toán mới. Một thuật toán đầu tiên hướng dẫn trạm gốc tách chùm tia thành nhiều đường dẫn. Một số đường dẫn này chụp trực tiếp từ trạm gốc và máy thu; và một số con đường đi theo con đường gián tiếp, nơi các chùm tia bật ra khỏi cái được gọi là vật phản xạ — các bề mặt trong môi trường phản xạ các sóng milimet như kính, kim loại, bê tông hoặc vách thạch cao — để đến máy thu. Sau đó, thuật toán tìm hiểu đâu là đường dẫn tốt nhất trong môi trường nhất định. Sau đó, nó tối ưu hóa góc, pha và công suất của từng chùm tia để khi chúng đến máy thu, chúng kết hợp với nhau để tạo ra tín hiệu mạnh, chất lượng cao và thông lượng cao.
Với cách tiếp cận này, nhiều chùm tia hơn dẫn đến tín hiệu mạnh hơn.
Bạn sẽ nghĩ rằng việc tách chùm tia sẽ làm giảm thông lượng hoặc chất lượng của tín hiệu. Nhưng với cách mà nhóm thiết kế thuật toán, về mặt toán học, hệ thống đa chùm của chúng tôi mang lại cho bạn thông lượng cao hơn trong khi truyền cùng một lượng công suất tổng thể như hệ thống đơn chùm.
Thuật toán khác duy trì kết nối khi người dùng di chuyển xung quanh và khi người dùng khác cản đường. Khi những điều này xảy ra, các dầm sẽ bị lệch. Thuật toán khắc phục vấn đề này bằng cách liên tục theo dõi chuyển động của người dùng và thiết kế lại tất cả các tham số chùm.
Nhóm hiện đang làm việc để mở rộng hệ thống của mình để phù hợp với nhiều người dùng.
ELE lần
-
ELE lầnhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsCải thiện hiệu suất học máy bằng cách bỏ Zeros
-
ELE lầnhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsBD Soft kết nối với Data Resolve, tăng cường các sản phẩm của mình trong lĩnh vực An ninh mạng & Trí tuệ Doanh nghiệp
-
ELE lầnhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsPhương pháp tiếp cận kết hợp tìm ra quỹ đạo trực tiếp tốt nhất cho việc tạo đường dẫn cho robot
-
ELE lầnhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsMột vật liệu có hai chức năng có thể dẫn đến bộ nhớ nhanh hơn