Ученые РТУ МИРЭА разработали технологию, которая может значительно улучшить скорость и надежность связи в мобильных сетях пятого поколения — 5G. Это неортогональный множественный доступ (NOMA), который позволяет увеличить количество пользователей, одновременно использующих одни и те же частотные ресурсы без потери качества передачи.
Ученые РТУ МИРЭА ускоряет 5G / © BuBrhms, en.wikipedia.org
Традиционные сети мобильной связи используют ортогональные сигналы, что ограничивает количество пользователей, которые могут одновременно подключаться к сети. Однако с ростом числа устройств в сети и увеличением потребности в высокоскоростной передаче данных этот подход становится менее эффективным. Технология NOMA, разрабатываемая в РТУ МИРЭА, позволяет отказаться от ортогональности сигналов, что позволяет увеличить количество пользователей, использующих одни и те же ресурсы, и значительно повысить спектральную эффективность сети.
«NOMA использует стратегию распределения мощности сигнала в зависимости от расстояния между пользователем и базовой станцией. Чем дальше пользователь, тем мощнее сигнал, который ему отправляется. Это позволяет компенсировать потери сигнала на больших расстояниях и поддерживать стабильное качество связи. Кроме того, технология включает метод последовательного подавления помех (SIC), который помогает снизить уровень помех и улучшить отношение сигнал/помеха», — отмечает Недаа Ибрагим, аспирантка кафедры радиоэлектронных систем и комплексов РТУ МИРЭА.
«Метод последовательного подавления помех (SIC) основан на том, что мощность передатчика базовой станции распределяется в соответствии с расстоянием до абонента, поэтому условия приема полезного сигнала вблизи от базовой станции оказываются плохими из-за мощных сигналов, предназначенных удаленным абонентам. В то же время эти мощные сигналы, предназначенные другим пользователям, вблизи от базовой станции могут быть приняты с высоким качеством. Имея сумму слабого сигнала и мощных помех и отдельно эти помехи, простым вычитанием можно очистить принимаемый сигнал от этих мощных помех», — поясняет Алексей Парамонов, доктор технических наук, профессор Института радиоэлектроники и информатики РТУ МИРЭА.
В ходе моделирования ученые РТУ МИРЭА провели сравнение систем с использованием технологии NOMA и без нее. Результаты показали, что применение NOMA в определенных условиях позволяет увеличить среднее отношение сигнал/шум на 10 дБ. Это означает, что пользователи получают более стабильный и качественный сигнал даже в условиях высокой нагрузки на сеть.
Разработка РТУ МИРЭА имеет огромный потенциал для улучшения качества мобильной связи в условиях растущего числа подключенных устройств. С внедрением технологии NOMA пользователи смогут наслаждаться более высокой скоростью передачи данных, стабильным соединением и меньшими задержками, что особенно важно для таких приложений, как видеоконференции, онлайн-игры и потоковое вещание.
Результаты исследования опубликованы в научно-техническом журнале «Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ».
