Wetenschap
Eerste gebogen datalink-zijstapjes belangrijke 6G draadloze uitdaging
Draadloze signalen van de volgende generatie zullen niet langer zonder onderscheid uit een basisstation komen zoals nu het geval is, maar zullen waarschijnlijk de vorm aannemen van gerichte gerichte bundels. Elke fysieke interferentie (bijvoorbeeld een object of een persoon die in de buurt passeert) kan het signaal echter onderbreken en een letterlijk obstakel vormen voor de implementatie van ultrasnelle millimetergolf- en sub-terahertz draadloze netwerken.
Onderzoekers van Rice University en Brown University hebben echter aangetoond dat met data beladen gebogen balken een link kunnen leggen tussen basisstations en gebruikers, waardoor tussenliggende obstakels effectief worden omzeild.
In een onderzoek gepubliceerd in Communications Engineering demonstreerden de onderzoekers een sub-terahertz-straal die een gebogen traject volgt ⎯ een prestatie die een revolutie teweeg zou kunnen brengen in de draadloze communicatie door een toekomst van draadloze datanetwerken die op sub-terahertz-frequenties draaien haalbaarder te maken.
"Dit is 's werelds eerste gebogen draadloze datalink, een cruciale mijlpaal in het realiseren van de 6G-visie van hoge datasnelheid en hoge betrouwbaarheid", zegt Edward Knightly, Sheafor-Lindsay hoogleraar Electrical and Computer Engineering en hoogleraar computerwetenschappen bij Rice.
"Terwijl de huidige Wi-Fi met een lagere frequentie zich schijnbaar in alle richtingen voortplant, zoals een radio-uitzending, moeten de bundels in de toekomst voor snellere datasnelheden bij hogere frequenties directioneel zijn om zich voort te planten."
Mobiele netwerken en Wi-Fi-systemen zijn tegenwoordig afhankelijk van gigahertzstraling met een lagere frequentie om gegevens te verzenden, maar toekomstige technologie zal afhankelijk zijn van sub-terahertz-golven, die maar liefst 100 keer de gegevensoverdrachtcapaciteit hebben.
"We willen meer gegevens per seconde", zegt Daniel Mittleman, professor aan de Brown's School of Engineering en senior auteur van het onderzoek. "Als je dat wilt doen, heb je meer bandbreedte nodig, en die bandbreedte bestaat simpelweg niet met conventionele frequentiebanden."
De onderzoekers onderzochten zelfversnellende bundels ⎯ speciaal geconfigureerde elektromagnetische golven die krommen terwijl ze door de ruimte bewegen ⎯ als uitgangspunt voor hun werk. Door zenders te ontwerpen die de sterkte en frequentie van uitgezonden golven op een gecoördineerde manier regelen, konden de onderzoekers ervoor zorgen dat gegevens langs een gebogen parabolisch traject worden overgedragen.
"Het buigen van een balk lost niet alle mogelijke blokkadeproblemen op, maar wat het wel doet is een aantal ervan oplossen en het lost ze op op een manier die beter is dan wat anderen hebben geprobeerd", zegt Hichem Guerboukha, die het onderzoek leidde als postdoctoraal onderzoeker. bij Brown en is nu assistent-professor aan de Universiteit van Missouri-Kansas City.
De onderzoekers valideerden hun bevindingen door middel van uitgebreide simulaties en experimenten, waarbij ze obstakels omzeilden om communicatieverbindingen met hoge betrouwbaarheid en integriteit in stand te houden.
Door deze gebogen balken te gebruiken hopen de onderzoekers nieuwe toepassingen mogelijk te maken, zoals mobiele immersieve augmented reality. Dergelijke toepassingen vereisen een hoge datasnelheid die moet worden volgehouden ondanks de mobiliteit van de gebruiker en nabijgelegen obstakels.