Første buede datalink sidetrin nøgle 6G trådløs udfordring

Næste generations trådløse signaler vil ikke længere udsendes vilkårligt fra en basestation, som det er tilfældet nu, men vil sandsynligvis tage form af målrettede retningsstråler. Men enhver fysisk interferens - f.eks. et objekt eller en person, der passerer i nærheden - kan afbryde signalet og udgøre en bogstavelig hindring for implementeringen af ​​ultrahurtige millimeterbølge- og sub-terahertz trådløse netværk.

Forskere ved Rice University og Brown University har imidlertid vist, at dataladede buede stråler kan etablere en forbindelse mellem basestationer og brugere og effektivt sidespringende mellemliggende forhindringer.

I en undersøgelse offentliggjort i Communications Engineering , demonstrerede forskerne en sub-terahertz-stråle, der følger en buet bane ⎯ en præstation, der kunne revolutionere trådløs kommunikation ved at gøre en fremtid med trådløse datanetværk, der kører på sub-terahertz-frekvenser, mere gennemførlig.

"Dette er verdens første buede trådløse datalink, en kritisk milepæl i realiseringen af ​​6G-visionen om høj datahastighed og høj pålidelighed," sagde Edward Knightly, Sheafor-Lindsay professor i elektro- og computerteknik og professor i datalogi ved Rice.

"Mens nutidens lavere frekvens Wi-Fi tilsyneladende forplanter sig i alle retninger som en radioudsendelse, skal stråler i fremtiden for hurtigere datahastigheder ved højere frekvenser være retningsbestemte for at sprede sig."

Mobilnetværk og Wi-Fi-systemer er i dag afhængige af lavere frekvens gigahertz-stråling til at transportere data, men fremtidig teknologi vil stole på sub-terahertz-bølger, som har så meget som 100 gange den databærende kapacitet.

"Vi vil have flere data i sekundet," sagde Daniel Mittleman, professor ved Brown's School of Engineering og seniorforfatter af undersøgelsen. "Hvis du vil gøre det, har du brug for mere båndbredde, og den båndbredde eksisterer simpelthen ikke ved brug af konventionelle frekvensbånd."

Forskerne udforskede selvaccelererende stråler ⎯ specielt konfigurerede elektromagnetiske bølger, der krummer, når de bevæger sig gennem rummet ⎯ som udgangspunkt for deres arbejde. Ved at udvikle transmittere, der kontrollerer styrken og frekvensen af ​​udsendte bølger på en koordineret måde, var forskerne i stand til at sikre, at data bliver overført langs en buet parabolsk bane.

"At bue en bjælke løser ikke alle mulige blokeringsproblemer, men det, det gør, er at løse nogle af dem, og det løser dem på en måde, der er bedre end hvad andre har prøvet," sagde Hichem Guerboukha, der ledede undersøgelsen som postdoktor. hos Brown og er nu assisterende professor ved University of Missouri-Kansas City.

Forskerne validerede deres resultater gennem omfattende simuleringer og eksperimenter, der navigerede rundt om forhindringer for at opretholde kommunikationsforbindelser med høj pålidelighed og integritet.

Ved at bruge disse buede bjælker, siger forskerne, at de håber at muliggøre nye applikationer såsom mobil immersive augmented reality. Sådanne applikationer kræver en høj datahastighed, der skal opretholdes på trods af brugerens mobilitet og nærliggende forhindringer.

Flere oplysninger: Hichem Guerboukha et al., Curving THz trådløse dataforbindelser omkring forhindringer, Communications Engineering (2024). DOI:10.1038/s44172-024-00206-3

Leveret af Rice University