În curând am putea avea semnal Wi-Fi de la stâlpii de iluminat

Pe măsură ce internetul fără fir la viteze tot mai mari se răspândește în orașe, ar putea depinde de o resursă care se găsește în abundență: am putea primi semnal Wi-Fi de la stâlpii stradali de iluminat.

Pentru a se asigura că aceste rețele funcționează bine, cercetătorii de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST) din SUA au dezvoltat și verificat un model nou care îi va ajuta pe furnizorii de telecomunicații să analizeze la ce înălțime să amplaseze echipamentele Wi-Fi pe stâlpii de lumină.

• „Paradoxul gemenilor” explică relativitatea timpului pe înțelesul tuturor
• Fenomenul care a intrigat astronomii. Acumularea de căldură solară, cheia furtunilor de praf de pe Marte

În general, echipa NIST a descoperit că înălțimea optimă depinde de frecvența de transmisie și de designul antenei, scrie Tech Xplore.

Acest semnal Wi-Fi de pe stâlpi depinde de anumiți factori

Amplasarea echipamentelor la înălțimi mai mici de aproximativ 4 metri este mai bună pentru sistemele de semnal Wi-Fi tradiționale, cu antene omnidirecționale, în timp ce locațiile mai înalte, de la 6-9 metri în sus, sunt mai bune pentru cele mai recente sisteme, cum ar fi 5G, care utilizează frecvențe mai mari, unde milimetrice și antene cu fascicul îngust.

Un grup internațional, Telecom Infra Project, promovează ideea de a face Wi-Fi disponibil pe banda de frecvență fără licență de 60 gigahertzi (GHz), instalând puncte de acces pe stâlpii de iluminat. O provocare tehnică este că semnalele din această bandă, care sunt mai înalte decât frecvențele tradiționale ale telefoniei mobile, sunt dispersate și tind să se împrăștie de pe suprafețele aspre.

Până acum, măsurătorile canalelor urbane de 60 GHz au produs date limitate. NIST a dezvoltat un model de canal pentru urmărirea transmisiilor care recunoaște caracteristicile rare, de împrăștiere ale acestor semnale și utilizează un algoritm nou pentru analiza căilor măsurate care se extinde dincolo de parametrii obișnuiți ai întârzierilor și unghiurilor semnalului pentru a include locațiile receptorului.

Precizia de predicție a modelului este comparabilă cu cea a metodelor mai complicate.

Măsurători

Cercetătorii NIST au mers în centrul orașului Boulder, Colorado, pentru a-și testa modelul față de măsurătorile de canal reale. Măsurătorile au fost înregistrate la înălțimi ale antenei de 4, 6 și 9 metri. Modelul a arătat rezultate similare cu măsurătorile reale.

„Am verificat modelul pe care l-am dezvoltat folosind măsurători din centrul orașului. Această lucrare arată că, folosind modelul nostru, un furnizor de telecomunicații poate ține cont de diverse avantaje și dezavantaje ale punctelor de acces și ale semnalelor de 60 GHz pe stâlpii de lumină din medii urbane”, a spus Derek Caudill, un inginer electronist care a lucrat la proiect în cadrul NIST.

Echipa a folosit echipamente speciale create de NIST numite sondă de canal, care au un transmițător staționar montat pe un catarg și un receptor mobil pe plafonul unei dube.

Emițătorul și receptorul sunt ambele însoțite de o serie de antene comutate electronic cu modele definite de radiații 3D. Sonda poate măsura cu precizie multe caracteristici ale canalelor radio și are o capacitate unică de a măsura dinamica timpului (modul în care se schimbă proprietățile undelor în timp pe măsură ce se mișcă receptorul) a unui canal cu unde milimetrice chiar și atunci când este în mișcare.

Dispersia pe care o are acest semnal Wi-Fi

Cercetătorii au fost interesați în special de datele despre modul în care se răspândesc semnalele în spațiul fizic. Dispersiile mari sunt, în general, considerate proaste, deoarece indică multiple semnale recepționate și mai multe interferențe. În general, este mai bună o singură cale clară de comunicare.

„Datele noastre arată că aceste dispersii sunt mai largi la înălțimi mai mari. Asta înseamnă că, cu mai puține obstacole între emițător și receptor, puterea este mult mai distribuită în spațiu”, a spus Jelena Senic, inginer NIST.

Pentru sistemele de semnal Wi-Fi convenționale cu antene omnidirecționale, împrăștierea mai mică este de preferat pentru a evita interferențele, ceea ce înseamnă că echipamentele Wi-Fi ar trebui montate la înălțimi mai mici pe stâlpii de iluminat.

„Cu toate acestea, sistemele fără fir din următoarea generație vor funcționa la frecvențe de unde milimetrice și ar trebui să utilizeze antene foarte direcționale cu fascicule foarte înguste, sau fascicule creion”, a spus Senic.

Un pas spre viitor

„Cu această configurație, emițătorul și receptorul își vor direcționa fasciculele înguste pentru a găsi cea mai bună legătură posibilă, adică calea de propagare care are putere maximă. În acest caz, o dispersie unghiulară mai mare este de preferat deoarece va oferi diversitate în spațiu; adică transmițătoarele vor avea capacitatea de a direcționa fasciculele în mai multe direcții pentru a găsi cea mai bună legătură”, a adăugat ea.

Cercetătorii NIST au făcut un pas mai departe și au înregistrat datele de măsurare în campusul NIST pentru a valida faptul că noul model ar putea fi aplicat în diferite medii. Rezultatele din campus au fost comparabile cu cele din centrul orașului, ceea ce demonstrează că modelul poate fi generalizat la diferite medii și cazuri de utilizare.

Studiul este publicat în IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters.

Vă recomandăm să citiți și:

Enzima mâncătoare de plastic, dușmanul deșeurilor din gropile de gunoi

Semiconductorii din lemn sunt la un pas de realitate. La ce ne ajută?

Noi materiale ar putea permite realizarea de celule solare mai ieftine

Pielea electronică anticipează și percepe atingerea din diferite direcții pentru prima dată