System z 96 antenami testuje nową generację łączności bezprzewodowej

Nawet gdy światowi operatorzy budują najnowszą infrastrukturę bezprzewodową, znaną jako 4G LTE, nowe urządzenie najeżone 96 antenami nabierającymi kształtu w laboratorium Rice University w Teksasie może pomóc zdefiniować nową generację technologii bezprzewodowej.

Cud bezprzewodowy : Bezprzewodowa tablica testowa 96 anten na Uniwersytecie Rice to najbardziej zaawansowana próba przeskoczenia dzisiejszej technologii 4G.

Platforma Rice, znana jako Argus , reprezentuje największą tego typu macierz, jaką dotąd zbudowano i posłuży jako stanowisko testowe dla koncepcji znanej jako Massive MIMO.

MIMO lub multiple-input, multiple-output to technika sieci bezprzewodowej mająca na celu bardziej wydajne przesyłanie danych dzięki współpracy kilku anten w celu wykorzystania naturalnego zjawiska, które występuje, gdy sygnały są odbijane w drodze do odbiornika. Zjawisko znane jako wielodrożność może powodować zakłócenia, ale MIMO zmienia taktowanie transmisji danych w celu zwiększenia przepustowości przy użyciu odbitych sygnałów.

MIMO jest już używany w 4G LTE oraz w najnowszej wersji Wi-Fi, zwanej 802.11ac; ale zazwyczaj obejmuje tylko kilka anten nadawczych i odbiorczych. Massive MIMO rozszerza to podejście, wykorzystując dziesiątki, a nawet setki anten. Dodatkowo zwiększa pojemność, skutecznie skupiając sygnały na poszczególnych użytkownikach, umożliwiając jednoczesne wysyłanie wielu sygnałów na tej samej częstotliwości. Rzeczywiście, wcześniejsza wersja Argos, z 64 antenami, wykazała, że ​​przepustowość sieci może zostać zwiększona o ponad 10 razy.

Jeśli masz więcej anten, możesz obsługiwać więcej użytkowników, mówi Lin Zhong, profesor informatyki w Rice i współkierownik projektu. A architektura pozwala na łatwe skalowanie do setek, a nawet tysięcy anten, mówi.

Massive MIMO wymaga większej mocy obliczeniowej, ponieważ stacje bazowe kierują sygnały radiowe w sposób węższy do telefonów, które mają je odbierać. To z kolei wymaga dodatkowych obliczeń. Celem stanowiska testowego Argos jest sprawdzenie, jakie korzyści można uzyskać w prawdziwym świecie. Procesory rozmieszczone w całej konfiguracji umożliwiają testowanie różnych konfiguracji sieci, w tym sposobu współpracy z innymi powstającymi klasami stacji bazowych, znanymi jako małe komórki, obsługującymi małe obszary.

Massive MIMO to projekt interesujący intelektualnie, mówi Jeff Reed, dyrektor bezprzewodowego centrum badawczego w Virginia Tech. Chcesz wiedzieć: jak skalowalny jest MIMO? Z ilu anten możesz skorzystać? Te projekty starają się temu zaradzić.

Alternatywne, a może uzupełniające podejście do ewentualnego standardu 5G, wykorzystywałoby ekstremalnie wysokie częstotliwości, około 28 gigaherców. Długości fal na tej częstotliwości są o około dwa rzędy wielkości mniejsze niż częstotliwości, które przenoszą obecnie komunikację komórkową, co pozwala na upakowanie większej liczby anten w tej samej przestrzeni, na przykład w smartfonie. Ale ponieważ sygnały 28 gigaherców są łatwo blokowane przez budynki, a nawet liście i deszcz, od dawna uważano je za bezużyteczne, z wyjątkiem specjalnych zastosowań w zasięgu wzroku.

Ale Samsung i New York University współpracowały, aby rozwiązać ten problem, również przy użyciu wieloantenowych macierzy. Wysyłają ten sam sygnał przez 64 anteny, dzieląc go w celu zwiększenia przepustowości i dynamicznie zmieniając używane anteny i kierunek wysyłania sygnału, aby ominąć blokady środowiskowe (zobacz Co będzie 5G: Crazy Fast Wireless Testowany w Nowym Jorku Miasto ).

W międzyczasie niektóre eksperymenty miały na celu dalsze rozwijanie istniejącej technologii 4G LTE. Technologia może teoretycznie dostarczać 75 megabitów na sekundę, choć w rzeczywistych sytuacjach jest niższa. Jednak niektóre badania sugerują, że może działać szybciej, łącząc strumienie danych z kilku kanałów bezprzewodowych (patrz LTE Advanced jest gotowe do turbodoładowania danych smartfona).

Nowe badania przeprowadzone na Argos i w innych laboratoriach bezprzewodowych pomogą zdefiniować nowy standard telefonii 5G. Bez względu na specyfikę, prawdopodobnie obejmie większe współdzielenie widma, więcej małych nadajników, nowe protokoły i nowe projekty sieci. Wprowadzenie całkowicie nowej technologii bezprzewodowej to ogromne zadanie, mówi Marzetta.

ukryć