Ученые ТПУ разрабатывают технологии для передачи энергии на расстоянии по сетям мобильной связи

Опубликовано 13.06.2017 г.
Научный коллектив Томского политехнического университета во главе с профессором Налином Джаякоди разрабатывает технологии для беспроводной передачи энергии на большие расстояния по сетям мобильной связи пятого поколения — 5 Generation (5G). Ученые рассматривают радиосигнал как источник энергии, который может быть использован, например, для заряда батареи смартфона. Также томские политехники сейчас работают над устройством, которое будет обеспечивать связь абонентов напрямую, минуя посредника — базовую станцию. Об этом сообщает пресс-служба вуза.

1489901725_1486286829_besprovodnye-technologii.jpg

Коллектив профессора Джаякоди сформирован на базе кафедры программной инженерии Томского политеха, в него входят специалисты по беспроводным технологиям из Индии и Шри-Ланки.

«Научные коллективы по всему миру сегодня работают над технологиями передачи данных формата 5G. В первую очередь, речь идет о более высокой скорости и качестве передачи данных, нежели те, что доступны нам сегодня. Однако пока не существует единого стандарта 5G, и разработчики еще предлагают свои решения. Наш коллектив также занимается проектированием и анализом беспроводных систем связи в сетях 5G. В частности, мы фокусируемся на беспроводной передаче энергии, решаем вопрос, как эффективно передавать энергию на значительные расстояния с минимальными потерями. Мы разработали свой алгоритм, который позволяет вместе с радиосигналом передавать энергию от устройства к устройству в контексте сотовой связи.То есть во время разговора электромагнитные волны передают энергию от одного смартфона к другому, и этой энергии может хватить на подзарядку вашего мобильного», — рассказывает Налин Джаякоди.

По словам ученого, сейчас коллектив оптимизирует свой алгоритм и проверяет его эффективность с помощью методов математического моделирования. В этом политехникам помогают коллеги из Университета Люксембурга, Университета Западного Онтарио (Канада) и Университета Эдинбурга (Великобритания).

«Мы ставим перед собой несколько задач. Во-первых, работаем над повышением эффективности передачи сигнала, чтобы разница между посылаемой энергией и получаемой на выходе была как можно меньше, — отмечает ученый. — Во-вторых, нам нужно оптимизировать работу алгоритма под уже существующие технологии формата 5G, чтобы они работали вместе. В третьих, мы работаем над тем, чтобы одной частотой, выделенной для связи, могли пользоваться как можно больше людей, при этом чтобы качество связи не снижалось».

Еще одно направление работы коллектива — это устройство для связи формата «device to device». Речь идет о разработке устройства, которое позволит людям выходить на связь, минуя посредника в виде базовой станции.

«За счет посредника — станции — теряется достаточно большой процент энергии. При прямой передаче сигнала устройство тратит меньше энергии на связь. Сейчас мы разрабатываем алгоритм для такого устройства, который впервые учитывает очень много условий: силу сигнала, пропускную способность канала, расстояние между двумя конкретными пользователями. И если расстояние между абонентами небольшое, алгоритм переключает устройство на прямой канал связи», — поясняет научный сотрудник кафедры программной инженерии ТПУ Санжай Бисвас.

Ученые отмечают, что при разработке технологий для связи пятого поколения остро встают вопросы безопасности и конфиденциальности передачи информации.

«Это вызов, на который нам еще предстоит ответить. В дальнейшем мы будем работать над повышением безопасности наших алгоритмов, чтобы связь 5G была не только высокоскоростной и качественной, но и безопасной с информационной точки зрения», — говорит профессор Налин Джаякоди.

Добавим, сегодня Томский политех посетила делегация Huawei Wireless Research Global. Представители компании познакомились с наработками политехников в области беспроводных сетей и коммуникаций пятого поколения.

5G — разрабатываемое пятое поколение мобильной связи (на данный момент операторы используют сети четвертого поколения). Согласно прогнозам специалистов, пятое поколение связи будет внедрено к 2020 году. Так как технологии 5G еще находятся в стадии разработок, четкого определения стандарта связи нового поколения не существует. Однако сформулирован ряд требований, которым будет отвечать связь нового поколения:

· Пропускная способность сети свыше 10 Гбит/сек — это в 30 раз больше, чем в работающих сейчас сетях 4G. Полнометражный фильм в HD-качестве можно будет скачать за несколько секунд.

· Поддержка одновременного подключения до 100 млн. устройств/км2.

· Задержка передачи данных на радиоинтерфейсе не более 1 мс.