Учёные рассказали RT, как устроен новый прибор для усиления сотовой связи

Российские учёные из МФТИ создали устройство, способное в два раза усиливать сигнал сотовой связи даже вдали от базовых станций. Аппарат работает в автоматическом режиме. Он сначала анализирует мощность сигнала, а затем начинает фокусировать и оптимизировать его таким образом, чтобы усилить. Устройство собрано из отражающих радиосигнал пластин и имеет ряд преимуществ перед аналогами, утверждают авторы работы.

Российские учёные из Московского физико-технического института (МФТИ) создали прибор для усиления сигнала мобильных сетей, расположенных вдали от базовых станций сотовой связи. Применение технологии увеличит покрытие и пропускную способность мобильных сетей 4G и 5G без необходимости модернизировать их инфраструктуру. Об этом RT сообщили в пресс-службе института. Результаты научной работы опубликованы в журнале Computer Networks.

В основе устройства — специальные отражающие радиосигнал пластины, которые собраны в единую реконфигурируемую интеллектуальную поверхность (РИП). Отражающие элементы принимают сигнал, усиливают его и передают на устройства — смартфоны, ноутбуки и т. д.

Аппарат сам понимает, есть ли необходимость в оптимизации сигнала. Для этого РИП собирает в режиме реального времени данные о мощности сигнала с мобильных устройств, которые находятся в зоне действия сети.

Далее происходит автоматическая настройка отдельных элементов РИП, задаются необходимая фаза и направление сигнала. В итоге усиленный, устойчивый к помехам и сфокусированный сигнал передаётся на принимающее устройство.

Первый образец РИП, созданный в МФТИ, уже прошёл полевые испытания, показав эффективность в диапазонах частот до 6 ГГц — на них работают радиостанции, цифровое телевидение, радиотелефоны, операторы мобильной связи и сети Wi-Fi. В ходе экспериментов установили, что использование РИП позволяет увеличить скорость скачивания или отправки данных вдвое, а процесс оптимизации сигнала занимает считаные секунды. По скорости работы аппарат МФТИ превосходит другие подобные устройства, разрабатываемые в России, утверждают учёные.

Как отмечают авторы работы, применение таких устройств может решить проблему низкого качества сотовой связи в отдалённой и малонаселённой местности, где строительство новой базовой станции нерентабельно. Внедрение РИП в практику позволит заметно расширить покрытие сотовой связи без дополнительных затрат.

Ещё одно отличие новой разработки от аналогов заключается в том, что такая аппаратура может работать без поддержки со стороны оператора сотовой связи.

«Обычно РИП контролируются базовыми станциями, что требует их глубокой интеграции в системы операторов связи и тормозит развёртывание сетей. Мы предлагаем инновационный, ориентированный на пользователя подход, при котором мобильные устройства управляют настройками РИП и могут самостоятельно повысить мощность сигнала без вмешательства оператора. Этот подход значительно улучшает качество подключения, особенно для пользователей на границе соты (зоны действия одной антенны базовой станции. — RT), как в помещении, так и на улице», — отметил в комментарии RT преподаватель кафедры проблем передачи информации и анализа данных МФТИ Илья Буртаков.