Vés enrere

La connectivitat sense fils de banda ampla millorada amb un nou disseny de comunicació

La connectivitat sense fils de banda ampla millorada amb un nou disseny de comunicació

Un treball publicat al IEEE Journal on Selected Areas in Communications, per Konstantinos Dovelos i Boris Bellalta, membres del grup de recerca Wireless Networking, amb la participació d'investigadors de la Queen's University de Belfast (Regne Unit). 

04.05.2021

Imatge inicial

Les actuals xarxes sense fils, per exemple, WiFi, LTE-Advanced, etc., funcionen per la banda inferior de l'espectre de ràdio, per sota 6 GHz. Els experts adverteixen que aviat aquesta banda es congestionarà a causa del creixement explosiu del trànsit de dades. Es calculen 17.722 milions de dispositius connectats el 2024. 

Per satisfer la demanda de connectivitat sense fils de banda ampla,  cada vegada més gran i omnipresent, la comunicació a través de la banda terahertz (THz) (0,1 - 10 THz) es veu com una opció necessària per a les xarxes de 6G i més enllà, a causa de la gran quantitat d’espectre disponible a aquestes freqüències. 

Un treball publicat al IEEE Journal on Selected Areas in Communications presenta un nou disseny de comunicació que millora la connectivitat sense fils de banda ampla. Han participant Konstantinos Dovelos i Boris Bellalta del grup de recerca 

Wireless Networking, del Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) de la UPF i del IoT Lab, amb col·laboració de Michail Matthaiou i Hien Quoc Ngo, investigadors de la Queen's University de Belfast (Regne Unit).

Mitigar les pèrdues de propagació dels senyals THz

Tot i el potencial dels enllaços sense fils a la banda de THz per aconseguir amplades de banda de terabits per segon, els senyals THz pateixen greus pèrdues de propagació a causa de la seva curta longitud d'ona. Tanmateix, l’ús de múltiples antenes de transmissió i recepció seguint tècniques Massive Multiple-Input multiple-Output (MIMO) permet compensar aquestes pèrdues, a la vegada que s'amplia el rang de comunicació mitjançant la conformació de feixos o Beam Forming.

Les amplades de banda ultra grans de les transmissions a la banda de THz fan que les tècniques estàndard de conformació de feixos i d’estimació de canal siguin ineficaces

La conformació de feixos consisteix bàsicament en concentrar i dirigir la senyal electromagnètica radiada de manera òptima entre l’emissor i el receptor. Per a poder fer servir la conformació de feixos, però, cal conèixer de manera acurada el canal entre l’emissor i el receptor, motiu per el qual existeixen diferents tècniques d’estimació del mateix.

Un nou disseny que mitiga els retard del senyal

Les amplades de banda ultra grans de les transmissions a la banda de THz fan que les tècniques estàndard de conformació de feixos i d’estimació de canal siguin ineficaces. En l'article publicat al IEEE Journal on Selected Areas in Communications (JSAC), "hem mostrat que quan el temps de propagació del senyal entre les pròpies antenes del transmissor excedeix el temps de símbol de les dades a enviar, la resposta del conjunt d’antenes deixa de ser homogènia. Aquest aspecte, típicament assumit en el disseny de les tècniques de conformació de feixos actuals, fa que aquestes mateixes siguin ineficaces per a ser emprades a la banda de THz, cosa que la nostra proposta resol ajustant aquests retards de manera controlada ”, indica Konstantinos Dovelos, primer autor de l'article.

I afegeix Dovelos: "A més, amb el subtil disseny de l'estimador de canal que hem presentat, el transmissor pot obtenir informació fiable sobre l'estat del canal amb un cost d'estimació baix, minimitzant l’impacte sobre el guany en capacitat de l’enllaç". 

Els resultats numèrics obtinguts en aquest treball mostren els guanys de rendiment que ofereix el disseny proposat per aquests investigadors en comparació amb l’ús de tècniques desenvolupades sense tenir en compte les característiques essencials de la banda de THz, obrint el camí per l’assoliment de velocitats de multi-Gbps a distàncies de varis metres.

Treball de referència:

Konstantinos Dovelos, Michail Matthaiou, Hien Quoc Ngo, and Boris Bellalta (2021), "Channel Estimation and Hybrid Combining for Wideband Terahertz Massive MIMO Systems", IEEE Journal on Selected Areas in Communications, edició avançada en línia,  doi: 10.1109/JSAC.2021.3071851.

Multimèdia

Multimedia

Multimedia

Categories:

Per a més informació

Para más información

For more information

Notícia publicada per:

Noticia publicada por:

News published by:

Unitat de Comunicació i Projecció Institucionals

Unidad de Comunicación y Proyección Institucionales

Institutional Communication and Promotion Unit