"Энергетические сети и сети миллиметрового диапазона/субгц имеют замечательное сходство; обе они сталкиваются с фундаментальными проблемами в эффективном распределении", - сказал Бхарадия. "Точно так же, как энергетические сети генерируют значительное количество энергии, но сталкиваются со значительными препятствиями в эффективной доставке ее в дома, использование сетей миллиметрового диапазона / субТГц для бесперебойного подключения к данным представляет собой аналогичную проблему. Несмотря на обширную полосу пропускания в этих спектрах, эффективное распределение данных с помощью этих спектров по пользовательским устройствам остается сложной задачей".

Статья "mmFlexible: Гибкое направленное частотное мультиплексирование для многопользовательских сетей mmWave" была представлена аспирантом и ведущим автором Ишем Кумаром Джайном на Международной конференции IEEE по компьютерным коммуникациям в Нью-Йорке в среду, 17 мая.

Общий доступ

С внедрением большей автоматизации, повышением скорости и вычислительной мощности беспроводных сетей инфраструктура, которая подключает людей к этим ресурсам, отстала.

Джейн была привлечена задачей создания устройства, которое могло бы преодолеть этот разрыв и предоставить людям более широкий доступ к сети 5G mmWave.

Системы 5G mmWave используют радиочастоты для подключения всего - от "умных" автомобилей до портативных устройств и комплектов виртуальной реальности к беспроводным сетям. Переход с 4G на 5G обеспечивает более высокие скорости и пропускную способность в целом.

Часть проблемы, по словам Джейн, заключается в том, что переход с 4G на 5G открыл гораздо больше ресурсов и вычислительной мощности, чем могла бы обеспечить существующая инфраструктура. Системы mmWave основаны на модели распределения "узкого луча", при которой базовая станция посылает один луч охвата, подобно лучу света в темноте. Каждый, кто находится в пределах этого луча, имеет доступ ко всем ресурсам, которые может предложить сеть 5G mmWave, независимо от того, могут ли их устройства обрабатывать их.

Это может привести к потере пропускной способности, которой в противном случае могли бы воспользоваться пользователи в других регионах. Даже смещение этого луча, подобно медленному вращению маяка через определенные промежутки времени, создает задержку для тех, кто выходит за пределы его диапазона.

Чтобы решить комбинированные проблемы потери полосы пропускания и задержки, Джейн, Рохит Редди Веннам и Рагхав Суббараман, также аспиранты группы беспроводной связи, зондирования и создания сетей Бхарадии (WCSNG), задались целью определить, могут ли они создать антенную решетку, которая обслуживала бы пользователей в нескольких направлениях без ущерба для расстояния и мощности.

Команда разработала прототип устройства, которое работает совместно с новой решеткой антенн для разделения одной полосы частот на несколько пригодных для использования лучей. Называемая фазированной решеткой с задержкой, эта антенная система использует огромную полосу пропускания 5G mmWave для подключения к сети нескольких регионов и может быть адаптирована для обеспечения более высокого уровня связи тем, кто в ней нуждается.

Эта новая программируемая матрица также может быть построена с использованием существующих технологий и расширена за счет очень большого количества антенн для поддержки всех будущих устройств.

В ходе экспериментов, проведенных в Аткинсон-холле QI в кампусе Калифорнийского университета в Сан-Диего, команда обнаружила, что mmFlexible уменьшает отставание на 60-150%.

"Очень интересно наблюдать за появлением новых поколений приложений", - сказал Джейн. "Но я чувствую, что в будущем количество [беспроводных] устройств будет расти, а вместе с ними и спрос на беспроводной спектр. Это ключевые моменты, которые мотивируют меня к дальнейшему изучению этих инновационных методов".