Eine Visualisierung von laserähnlichen Strahlen, die Hindernissen ausweichen. Millionenjoker / iStock
Enttäuschung macht keinen Spaß.
Im Jahr 2021 stehen 5G-Smartphone-Konsumenten vor einem nervigen Dilemma: Entweder genießen Sie unglaubliche Download-Geschwindigkeiten auf kleinstem Raum mit Abdeckungslücken oder geben sich mit einer zuverlässigen Abdeckung bei Geschwindigkeiten zufrieden, die 4G nicht wirklich überschreiten. Aber eine neue Technologie vereint die Vorteile von beidemOptionen zur Ermöglichung der 5G-Konnektivität ohne Einbußen bei Geschwindigkeit oder Zuverlässigkeit, laut einer Präsentation auf der ACM SIGCOMM 2021-Konferenz Ende August und berichtet in ein Blogbeitrag der UC San Diego.
Schließlich haben wir einen dritten Weg, der eine Durchsatzverbindung von bis zu 800 Mbit/s bietet und eine beeindruckende Signalstärke von 100 % und eine herausragende Zuverlässigkeit beibehält.
Das Aufteilen des laserähnlichen Strahls kann die 5G-Signalstärke und -zuverlässigkeit erhöhen
Die neue Technologie, die von Ingenieuren der University of California San Diego stammt, bietet eine Lösung für ein seit langem bestehendes Hindernis, um einen praktikablen High-Band-5G-Dienst für den durchschnittlichen Benutzer zu erreichen: Die Hochgeschwindigkeitssignale, die als Millimeterwellen bezeichnet werden, können nichtreisen weit und werden nicht durch Wände, Bäume, Menschen uswFalls Sie sich wundern, ist Ihr Telefon ein Empfänger. Aber wenn etwas, zum Beispiel der Körper Ihres Freundes, in den Weg des Strahls tritt, ist die Verbindung vollständig blockiert.
"Das Vertrauen auf einen einzelnen Strahl erzeugt einen einzigen Fehlerpunkt", sagte Professor für Elektro- und Computertechnik, Dinesh Bharadia von der Jacobs School of Engineering der UC San Diego, der der leitende Autor des neuen Papiers ist, das auf der ACM SIGCOMM vorgestellt wurde.Bharadia und seine Kollegen haben sich eine neuartige Lösung ausgedacht, die eine Aufspaltung beinhaltet der laserähnliche Millimeterwellenstrahl in mehrere, wobei jeder eine andere Flugbahn von der Basisstation zum Empfänger annimmt. Dies erhöht die Möglichkeit, dass mindestens einer der Strahlen den Empfänger erreicht, falls die anderen auf ihrem jeweiligen Weg auf ein Hindernis stoßen.
Eine neue 5G-Lösung nutzt aktuelle Technologie
Um dieses System zu bauen, entwickelten die Forscher eine Reihe neuartiger Algorithmen, von denen der erste die Basisstation anweist, ihren Strahl in mehrere aufzuteilen. Einige der Flugbahnen sind direkt, andere weniger direkt und prallen die Strahlen von Reflektoren ab Glas, Metall, Beton oder Trockenbau, um den Weg zum Empfänger zu machen. Der Algorithmus entscheidet dann durch Versuch und Irrtum, welcher der beste Weg ist, und optimiert Signalwinkel, Phase und Leistung, um gemeinsam einen starken, hohen Durchsatz zu erzielen, und ein qualitativ hochwertiges Signal. Wenn mehr als ein Strahl durchkommt, ist das Signal natürlich wirklich stark.
"Sie würden denken, dass die Aufteilung des Strahls den Durchsatz oder die Qualität des Signals verringern würde", sagte Bharadia in eine Pressemitteilung. "Aber so wie wir unsere Algorithmen entwickelt haben, stellt sich mathematisch heraus, dass unser Mehrstrahlsystem einen höheren Durchsatz bietet und gleichzeitig die gleiche Leistung überträgt wie ein Einzelstrahlsystem." Ein anderer Algorithmus gleichzeitighält die Verbindung aufrecht, sollte sich der Benutzer oder ein anderer Benutzer bewegen Schritt auf dem Weg des Signals. Solche Pannen können eine Fehlausrichtung in den Strahlen verursachen, so dass der Algorithmus über das Problem hinausgeht, indem er die Bewegung des Benutzers verfolgt und die Parameter jedes Strahls entsprechend neu ausrichtet.
Entscheidend ist, dass dies mit der heutigen Kommunikationstechnologie möglich ist. „Dafür braucht man keine neue Hardware“, sagt Ish Jain, einer von Bharadias Doktoranden in Elektro- und Computertechnik und Erstautor von„Unsere Algorithmen sind alle mit den aktuellen 5G-Protokollen kompatibel.“ Alles, was man braucht, ist eine kleine Basisstation mit einem im Labor der UC San Diego entwickelten Phased-Arrayes dauert einige Zeit, bis die Mainstream-Carrier das lernenpassen ihre High-Band-Netzwerke an um Lösungen wie diese auszuführen.