Человеческие тела заблокировали передачу сигнала 6G

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 гигагерц, они способны обеспечивать высокие скорости передачи данных (один терабайт в секунду при проводном подключении, 100 гигабайт в секунду при беспроводном) и минимальные задержки в одну миллисекунду.

Новый стандарт очень ждет многомиллиардная индустрия игр. Высокая скорость передачи данных позволит в RTS-играх (стратегиях в реальном времени) и MOBA-играх, 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 приемника, 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. Ученым и индустрии нужна модель, описывающая блокировку сигнала телом человека, а также алгоритм учета 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», — поясняет один из авторов, профессор МИЭМ НИУ ВШЭ Григорий Гольцман.

Исследователи МИЭМ провели эксперимент, чтобы изучить, как человек, проходящий между приемником и передатчиком, влияет на сигнал. Они установили передатчики на расстояниях трех, пяти и семи 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 децибел. 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” приемника 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», — рассказывает старший научный сотрудник базовой кафедры квантовой оптики и телекоммуникаций ЗАО «Сконтел» МИЭМ НИУ ВШЭ Александр Шураков.