Учёные МФТИ создали прототип настраиваемой интеллектуальной поверхности, оптимизирующей путь распространения сигнала от вышки сотовой связи. Технология способна увеличить покрытие и пропускную способность мобильных сетей без расходов на модернизацию инфраструктуры. Статья была опубликована в журнале Computer Networks.
По словам МФТИ, важной проблемой современных беспроводных сетей выступает увеличение покрытия и пропускной способности без дорогостоящей модернизации инфраструктуры. Учёные из МФТИ предлагают решить проблему с помощью реконфигурируемых интеллектуальных поверхностей (РИП). Эти РИП оптимизируют путь распространения сигнала, отражая и перенаправляя его оптимальным образом.
РИП состоят из большого количества отражающих элементов, которые могут менять фазу падающего на них сигнала. Настройкой РИП можно управлять, устанавливая изменение фазы на каждом элементе так, чтобы сфокусировать или перенаправить сигнал на принимающее устройство. Как отмечают в МФТИ, преимущество РИП заключается в том, что они гораздо дешевле в производстве и установке, чем базовые станции сотовых сетей, а также требуют на порядки меньше энергии для работы.
Илья Буртаков
Один из авторов статьи, преподаватель кафедры проблем передачи информации и анализа данных МФТИ
«Обычно РИП контролируются базовыми станциями, что требует их глубокой интеграции в системы операторов связи и тормозит развертывание сетей. Мы предлагаем инновационный, ориентированный на пользователя подход, при котором мобильные устройства сами управляют настройками РИП и могут самостоятельно повысить мощность сигнала без вмешательства оператора. Этот подход значительно улучшает качество подключения, особенно для пользователей на границе соты, как в помещении, так и на улице. Настройка системы основана на алгоритме сканирования лучом и занимает менее шести секунд — намного меньше времени, чем существующие подходы, например, использующие нейронные сети. Решение не нуждается в стандартизированной поддержке оператора. Все это делает его более экономичным и энергоэффективным».
Разработанная система в реальном времени собирает и использует измерения мощности сигнала с мобильных устройств для настройки РИП и оптимизации производительности. Управлять системой смогут сами пользовательские устройства автоматически.
Сейчас авторы исследований работают над созданием улучшенного прототипа системы. Первый образец показал эффективную работу в диапазонах до 6 ГГц. Созданный образец способен увеличивать скорость передачи данных в восходящем или нисходящем потоке в два раза.
Предложенный алгоритм быстрого регулирования работы РИП совместим с существующими сетями 4G и 5G.
