СПбПУ и ИТМО создали новейшее устройство для усиления 6G-связи

Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого в сотрудничестве с коллегами из ИТМО создали прототип устройства для перенаправления высокочастотных сигналов в обход "слепых" зон. Этот аппарат использует компьютерное зрение по аналогии с эффектом солнечных зайчиков, чтобы переадресовать сигнал к абоненту. Результаты исследования были опубликованы в журнале Photonics and Nanostructures - Fundamentals and Applications.

Высокочастотная связь обеспечивает высокую скорость передачи данных в беспроводных сетях, однако её проникающая способность ограничена. Это приводит к затруднениям в распространении сигнала среди множества строений и в помещениях сложной формы. Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета пояснили, что одной из возможных мер для устранения прерываний сигнала и расширения охвата покрытия является установка большего числа базовых станций, но это требует значительных финансовых вложений и не устраняет полностью проблему "слепых" зон.

Совместная разработка специалистов из СПбПУ и ИТМО привела к созданию устройства, позволяющего отражать и направлять сигнал, обеспечивающий связь 5G и 6G, в обход "теневых" зон, как солнечный зайчик, что повышает надёжность передачи данных. Виталий Павлов, один из авторов изобретения и доцент Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ, отметил:

Анализ эффективности нашего устройства показывает, что потенциальное увеличение охвата связью на частотах выше 5–7 ГГц может достигать 80%.

Павлов подчеркнул уникальность разработки реконфигурируемой интеллектуальной поверхности (РИП), которая переотражает сигналы в направлении абонентов и применяет компьютерное зрение для управления лучом. В процессе работы использовались РИП в виде отражательной антенны решётки, состоящей из множества элементов с индивидуальным управлением фазой отраженного сигнала каждым элементом. Методы компьютерного зрения и нейросетевые технологии помогли в определении местоположения абонента и отслеживании его перемещений.

Павлов также добавил, что разработанный "ретранслятор солнечных зайчиков" потребляет минимальное количество электроэнергии, увеличивая мощность принимаемого сигнала на 10-20 дБ, что позволяет обеспечить надёжное беспроводное соединение для пользователей.

В будущем исследователи планируют усовершенствовать систему компьютерного зрения для управления как реконфигурируемой интеллектуальной поверхностью, так и базовыми станциями в сетях связи следующего поколения (5G и 6G). Они также изучают методы оптимального размещения и количества РИП в условиях плотной городской застройки.