Fremtidige millimeterbølgenetværk skal levere de bedste funktioner ved høje og lave frekvenser

Fremtidige højhastighedskommunikationsnetværk baseret på millimeterbølge (30-300GHz) teknologi vil være mere robuste og effektive til at levere ekstremt høj hastighed, video i høj kvalitet, og multimedieindhold og -tjenester takket være resultaterne af et banebrydende forskningsprojekt. Det nyligt afsluttede projekt var et samarbejde mellem Huawei Technologies og IMDEA Networks Institute, det Madrid-baserede forskningsorgan, der er banebrydende for mange teknologier, der bliver implementeret i det nye 5G-landskab.

Dr. Joerg Widmer, hovedforsker på projektet og forskningschef på IMDEA Networks, beskriver den udfordring, hans gruppe tacklede. "Et signals stidtab stiger betydeligt med frekvensen. Så, Højfrekvent (HF) kommunikation, ligesom millimeterbølgesystemer, der tilbyder den hastighed og kapacitet, som 5G- og 802.11ad-standard Wi-Fi-netværk kræver, kræver retningsantenner for at overvinde den resulterende dæmpning. Dette resulterer i høje signalomkostninger, da begge ender af kommunikationen løbende skal opdatere deres antennestyring, når noder bevæger sig og blokeringer afbryder synsfeltet. Disse problemer undgås i lavfrekvente (LF) netværk, med deres rige multi-sti miljø og meget lavere dæmpningshastigheder. "

"Vi har undersøgt, hvordan man bruger lavfrekvente bånd til at udlede kanalkarakteristika for højfrekvente millimeterbølgebånd og til at understøtte netværket med hensyn til strålesporing, ankomstvinkel estimering, og placeringsoplysninger. Ved at studere denne tilgang og andre LF-HF kanalkorrelationer, der kan sætte LF i stand til at hjælpe HF, vi har været i stand til at udvikle teknikker, der forbedrer ydeevnen i millimeterbølgebåndet og reducerer den kontrolomkostning, der kræves for at drive netværket. Vi demonstrerede, at de mekanismer og algoritmer, vi udviklede, ikke kun virker i teorien, men også i trådløse netværksmiljøer i den virkelige verden under projektets eksperimentelle evalueringsfase. "

Widmer er klar over projektets betydning. "Så vidt jeg ved, dette var første gang, at disse to systemer er blevet undersøgt sammen, i dybden. Vores team af eksperter opnåede nogle virkelig interessante resultater, udvikle teknikker, der gør det muligt for operatører at forbedre deres ydeevne i millimeterbølgebåndet og derved reducere den kontrolomkostning, de har brug for for at drive deres nuværende og fremtidige netværk. Vores arbejde har allerede resulteret i to patentansøgninger, med en tredjedel, der i øjeblikket evalueres for levedygtighed. "

"En af de vigtigste udfordringer var at studere kanalkorrelationen, der kan gøre det muligt for LF at hjælpe HF, "fortsætter Widmer." Vi var nødt til at overveje en masse variabler i denne undersøgelse, såsom scenarier, strøm, og forsinkelse af signalet, antal stier, og antallet af antenner i hvert system. IMDEA Networks -teamet bestod af forskere med baggrund i matematik, programmeringssprog, materiel fysik, radiofrekvensudbredelse og kommunikationsstandarder. Anvendelsen af ​​denne mangfoldighed af ekspertviden, med den rigdom af tekniske ressourcer, vi råder over, alle var med til at sikre vores succes med at nå vores mål for dette projekt. "