Человеческие тела заблокировали передачу сигнала 6G

Группа исследователей, включая учёных из МИЭМ НИУ ВШЭ, изучила, как движение людей влияет на распространение сигнала 6G. На расстоянии до 10 метров ослабление сигнала относительно невелико, но возможны краткие потери соединения. По результатам работы создан алгоритм, позволяющий учитывать ослабление и прерывание сигнала. Наибольшую пользу он сможет принести игровой индустрии. Статья по итогам исследования опубликована в журнале Computer Communications.

6G — шестое поколение стандартов мобильной связи — запланирован к внедрению провайдерами с 2028 года. Сети связи 6G будут использовать свободные сейчас частоты 30–3000 ГГц, они способны обеспечивать высокие скорости передачи данных (1 Тб/сек при проводном подключении, 100 Гб/сек при беспроводном) и минимальные задержки в 1 мс.

Новый стандарт очень ждёт многомиллиардная индустрия игр. Высокая скорость передачи данных позволит в RTS-играх (стратегиях в реальном времени) и MOBA-играх (многопользовательских онлайн-боевых аренах), где важна каждая секунда, полностью убрать задержку между движениями контроллера и откликом в игре. Дроны и VR-шлемы смогут мгновенно передавать картинку на устройства, вживляемые в мозг чипы станут работать лучше, беспилотные автомобили будут реже попадать в аварии.

Использование протокола передачи данных шестого поколения заставляет индустрию решать довольно специфические вопросы. Например, сети 6G очень чувствительны к тряске передатчика и приёмника, а также к движущимся объектам, прежде всего людям. Короткая волна стандарта 6G рассеивается даже на водяном паре в воздухе, поэтому людный торговый центр может оказаться проблемной средой для работы стандарта. Учёным и индустрии нужна модель, описывающая блокировку сигнала телом человека, а также алгоритм учёта блокировок.

На сегодняшний день не существует алгоритмов регистрации блокировок для каналов радиодоступа 6G. А решения, предложенные для систем 5G, не могут использоваться напрямую. Необходимо учесть множество дополнительных факторов, и ответы на часть вопросов могут быть получены только эмпирическим путем, в том числе и на вопрос о влиянии самих пользователей на качество связи.

Григорий Гольцман
Один из авторов статьи, профессор МИЭМ НИУ ВШЭ

Исследователи МИЭМ провели эксперимент, чтобы изучить, как человек, проходящий между приёмником и передатчиком, влияет на сигнал. Они установили передатчики на расстояниях 3, 5 и 7 метров друг от друга и наблюдали за изменением сигнала на уровне груди и головы человека. Такое распределение позволяет понять, как будет работать радиосигнал 6G с контроллерами и носимыми устройствами виртуальной и дополненной реальности (VR/AR). На основе полученных данных исследователи создали модель, которая показывает, как меняется уровень принимаемого сигнала в разных условиях.

Результаты эксперимента показали, что при передаче от точки к точке на расстоянии 3–7 метров радиосигнал 6G ослабевает на 8–15 дБ. На коротких расстояниях потери больше, на длинных — меньше. Созданные алгоритмы моделирования и регистрации блокировок сигнала обеспечат более точное и эффективное выявление возможных преград в передаче данных, что сделает 6G надежнее и стабильнее.

Более того, наши исследования показали, что частичное перекрытие телом человека “поля зрения” приёмника может приводить не только к уменьшению, но и к увеличению уровня принимаемого сигнала в каналах радиодоступа 6G. Это так называемая дифракционная сигнатура, наблюдаемая при определенной структуре пространства и препятствий. Она в дальнейшем может быть использована для регистрации блокировки сигнала движущимся объектом при создании методов повышения устойчивости беспроводных соединений в сетях 6G.

Александр Шураков
Старший научный сотрудник базовой кафедры квантовой оптики и телекоммуникаций ЗАО «Сконтел» МИЭМ НИУ ВШЭ

IQ

14 декабря, 2023 г.