Ученые Политеха разрабатывают технологии для модемов 6G

Ученые всего мира уже работают над идеями для стандарта передачи информации 6G несмотря на то, что внедрение стандарта 5G еще только планируется, а стандарт 4G всё ещё актуален и удовлетворяет требованиям пользователей. Одним из недостатков применяемых сигналов является то, что они занимают слишком большую полосу частот. Эту проблему ученые пытаются решить разными методами, которые обычно приводят к ухудшению качества приема сигнала либо уменьшению дальности связи. Над данной задачей работают и политехники, создавая технологию спектрально-эффективных сигналов.

Эффективность современного оборудования передачи информации, в том числе и оборудования сотовой связи, определяется различными результирующими характеристиками. Например, важным параметром является полоса занимаемых частот. В настоящих условиях экономическая ценность данного ресурса чрезвычайно велика и сокращение полосы занимаемых частот позволит уменьшить издержки на осуществление и поддержание связи, что приведёт к удешевлению стоимости услуг доступа для абонента. Кроме того, важным параметром является пик-фактор излучаемых колебаний, который определяет эффективность работы усилителей и время работы устройств от одного заряда аккумулятора.

Сотрудники Высшей школы прикладной физики и космических технологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разрабатывают технологию спектрально-эффективных сигналов, которая предполагает изменение формы передаваемых сигналов с целью регулирования различных результирующих характеристик.

«Сокращение полосы занимаемых частот не только уменьшит затраты, но и даст возможность в освободившемся частотном ресурсе использовать дополнительные каналы передачи. Таким образом, появляется возможность увеличить скорость передачи информации или увеличить число абонентов сети связи,» – объясняет Сергей ЗАВЬЯЛОВ, доцент Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ.

Ученые отмечают, что такие формы сигналов формируются на основе сложного математического аппарата. Специалисты Политехнического университета разработали методику синтеза таких сигналов. «Для различных условий работы системы передачи информации формируется оптимизационная задача. Для расчетов мы задействуем суперкомпьютерный центр “Политехнический”. На выходе формируется форма сигналов, которая затем используется для экспериментальной проверки», – отмечает Анна ОВСЯННИКОВА, магистрант второго курса Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ.

Эффективность предлагаемых сигналов в реальных условиях проверяется при помощи платформ программно-определяемого радио. «В нашей научной лаборатории данная технология применяется для экспериментальной проверки сигналов в различных сценариях. Например, моделируется передача информации в сложных промышленных условиях завода или в условиях городской застройки», – рассказывает Илья ЛАВРЕНЮК, аспирант Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ.

Основное внимание ученых сосредоточено на разработке прототипа цифрового радиомодема, который предполагается к внедрению в стандартах передачи информации 5G-6G. Результаты исследований были представлены в Женеве в Международном союзе электросвязи для внедрения этих разработок в международные стандарты сотовой связи, цифрового телевидения и радиовещания.

Новые разработки могут найти применения в системах интернета вещей, сотового телевидения, систем «умный дом», систем управления городом и мониторинга энергетических установок, в том числе во время движения (например, автотранспорт).

Подготовлено Медиа-центром. Текст: Раиса БЕСТУГИНА