Исследователи тестируют умные поверхности для улучшения беспроводной связи и локализации

Это случалось с каждым, у кого есть сотовый телефон: пропущенные вызовы или пауза в эфире из-за того, что услуга внезапно перестала быть доступной. Или, что еще хуже, значок местоположения падает в навигационном приложении.

Исследователи из UBC Okanagan ищут способы улучшить возможности подключения и локализации сотовых телефонов , изучая «умные» поверхности, которые могут отражать сигналы от вышек к клиентам для улучшения связи. Умная поверхность предполагает установку отражающих элементов на окна или панели зданий в условиях плотной городской застройки.

По словам доктора Анаса Чаабана, цель состоит в том, чтобы улучшить услуги беспроводной связи для миллионов канадцев. В настоящее время, по его словам, насчитывается более 12 000 антенных вышек беспроводной связи. И все же отсутствие сотовой связи является распространенной проблемой.

«Растущее использование мобильных технологий во всем мире требует исследований, которые открывают потенциальные новые подходы в нашей существующей инфраструктуре», — говорит доктор Чаабан, доцент инженерной школы UBC Okanagan. «Несмотря на то, что вышки сотовой связи расположены на крышах крупных городов и ежедневно обрабатывают данные и телефонный трафик миллионов канадцев, в обслуживании все еще есть пробелы».

Доктор Чаабан и его команда из Лаборатории теории связи UBCO разработали схемы передачи, которые будут включать реконфигурируемые интеллектуальные поверхности — интеллектуальные поверхности — в городских центрах, которые будут служить отражателями в существующих беспроводных сетях.

Реконфигурируемая интеллектуальная поверхность (RIS ) представляет собой панель из множества отдельных отражающих элементов, каждый из которых может модифицировать поступающий сигнал и отражать его. Этой модификацией можно управлять с помощью электрического сигнала , который позволяет RIS улучшать соединение или генерировать сигналы, полезные для определения местоположения пользователей в сети.

Исследователи разработали новую систему локализации, в которой RIS может работать как спутник для повышения точности. По его словам, делая поверхность умной, она может передавать сигналы на сотовые телефоны, которые, в свою очередь, могут использовать эти сигналы для точной оценки местоположения. Точная оценка местоположения полезна не только для служб определения местоположения, но и для улучшения передачи от вышек к телефону с помощью оптимизированных схем передачи с учетом местоположения, которые также используют RIS.

«Пользователи никогда не ожидают, что звонок прервется, и они также ожидают молниеносной скорости передачи данных», — говорит он. «Но для этого сети требуют постоянного обновления».

Исследователи проверили свою теорию, используя несколько модулированных RIS, которые позволяют одновременно локализовать несколько пользователей с низкой сложностью для каждой RIS. Они также разработали и протестировали схемы передачи с поддержкой RIS, которые превосходят существующие схемы.

«Мы смоделировали предложенный протокол локализации и продемонстрировали его эффективность на примере сценария каньона городской микросоты», — объясняет он. «И протокол работает для нескольких пользователей одновременно. Даже в районах с прерывистым обслуживанием можно обмениваться данными, а пользователи могут быть обнаружены и пользоваться надежным соединением».

Дополнительная информация: Коннор Годроанд и др., Локализация с помощью модулируемых реконфигурируемых интеллектуальных поверхностей, Письма о связи IEEE (2022 г.). DOI: 10.1109/LCOMM.2022.3208803

Куррат-Уль-Айн Надим и др., Анализ достижимой скорости и оптимизация максимального-минимального SINR в бессотовой восходящей линии связи MIMO с поддержкой интеллектуальной отражающей поверхности, IEEE Open Journal of the Communications Society (2022). DOI: 10.1109/OJCOMS.2022.3195978

Моханад Обид и др., Проект совместного формирования луча для многопользовательской нисходящей линии связи MISO с помощью реконфигурируемой интеллектуальной поверхности и ретранслятора, IEEE Transactions on Wireless Communications (2022). DOI: 10.1109/TWC.2022.3164903

 

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com