Comunicação em torno de um obstáculo semi-infinito. Crédito:Engenharia de Comunicações (2024). DOI:10.1038/s44172-024-00206-3 Os sinais sem fio da próxima geração não emanarão mais indiscriminadamente de uma estação base como é o caso agora, mas provavelmente assumirão a forma de feixes direcionais direcionados. No entanto, qualquer interferência física – um objeto ou uma pessoa passando por perto, por exemplo – pode interromper o sinal, representando um obstáculo literal à implementação de redes sem fio ultrarrápidas de ondas milimétricas e subterahertz.
Pesquisadores da Rice University e da Brown University, no entanto, mostraram que feixes curvos carregados de dados podem estabelecer uma ligação entre estações base e usuários, contornando efetivamente os obstáculos intermediários.
Em um estudo publicado na Engenharia de Comunicações , os pesquisadores demonstraram um feixe subterahertz que segue uma trajetória curva - uma conquista que pode revolucionar as comunicações sem fio, tornando mais viável o futuro das redes de dados sem fio operando em frequências subterahertz.
"Este é o primeiro link de dados sem fio curvo do mundo, um marco crítico na concretização da visão 6G de alta taxa de dados e alta confiabilidade", disse Edward Knightly, professor de Engenharia Elétrica e de Computação da Sheafor-Lindsay e professor de ciência da computação na Rice.
“Enquanto o Wi-Fi de frequência mais baixa de hoje aparentemente se propaga em todas as direções como uma transmissão de rádio, no futuro, para taxas de dados mais rápidas em frequências mais altas, os feixes terão que ser direcionais para se propagarem”.
As redes celulares e os sistemas Wi-Fi dependem hoje de radiação gigahertz de frequência mais baixa para transportar dados, mas a tecnologia futura dependerá de ondas subterahertz, que têm até 100 vezes a capacidade de transporte de dados.
“Queremos mais dados por segundo”, disse Daniel Mittleman, professor da Escola de Engenharia de Brown e autor sênior do estudo. "Se você quiser fazer isso, precisará de mais largura de banda, e essa largura de banda simplesmente não existe usando bandas de frequência convencionais."
Os pesquisadores exploraram feixes autoacelerados – ondas eletromagnéticas especialmente configuradas que se curvam à medida que se movem pelo espaço – como ponto de partida para seu trabalho. Ao projetar transmissores que controlam a força e a frequência das ondas emitidas de forma coordenada, os pesquisadores conseguiram garantir que os dados fossem transferidos ao longo de uma trajetória parabólica curva.
"Curvar uma viga não resolve todos os possíveis problemas de bloqueio, mas o que faz é resolver alguns deles e de uma forma melhor do que outros tentaram", disse Hichem Guerboukha, que liderou o estudo como pesquisador de pós-doutorado. na Brown e agora é professor assistente na Universidade de Missouri-Kansas City.
Os pesquisadores validaram suas descobertas por meio de extensas simulações e experimentos navegando em torno de obstáculos para manter links de comunicação com alta confiabilidade e integridade.
Ao usar esses feixes curvos, os pesquisadores dizem que esperam permitir novas aplicações, como a realidade aumentada imersiva móvel. Tais aplicações requerem uma alta taxa de dados que deve ser sustentada apesar da mobilidade do usuário e dos obstáculos próximos.
