Полнодуплексная технология удвоит пропускную способность мобильных сетей без необходимости установки дополнительных вышек

Немного ранее в этом году исследователи из Стэнфордского университета разработали полнодуплексную технологию беспроводной передачи данных, которая позволяет радиосигналам быть переданными и принятыми на донной и той же частоте одновременно. В отличие от существующих технологий полнодуплексная технология позволяет передавать в два раза больший поток данных. Используя подход стэнфордских исследователей, исследователи из университета Райс разработали подобную полнодуплексную систему, которая эффективно может удвоить пропускную способность мобильных коммуникационных сетей, не требуя установки дополнительных вышек сотовой связи.

В настоящее время мобильные телефоны используют две различных частоты для обеспечения работоспособности двунаправленной радиосвязи, одна частота используется для приема сигнала, вторая - для передачи. Так сделано из-за того, что мощность сигнала собственного передатчика устройства полностью заглушает более слабый приходящий извне на той же частоте сигнал. В течение достаточно длительного времени считалось, что эта проблема не разрешима достаточно простыми методами, ее разрешение было возможным только путем установки дополнительного громоздкого оборудования, что влечет за собой огромные затраты.

В 2010 году Ашутош Сэбхаруол (Ashutosh Sabharwal), профессор электротехники и вычислительной техники университета Райс, и его двое коллег, Мелисса Дуарт (Melissa Duarte) и Крисе Дике (Chris Dick), опубликовали научную работу, в которой доказывалась теоретическая возможность полнодуплексной связи на одной и той же частоте. Уловка заключается в активной и адаптивной компенсации сигнала собственного передатчика, что позволяет приемнику устройства услышать более слабый сторонний сигнал на той же частоте. Как и в стэнфордском варианте, так и в варианте университета Райс, для компенсации используется дополнительная приемная антенна, устанавливаемая в источнике радиосигнала.


"Мы одновременно передаем два радиосигнала, находящиеся в противофазе, на одной частоте. Таким образом они складываются на расположенной неподалеку приемной антенне и подавляют друг друга. Эффект является сугубо локальным, благодаря этому местный приемник может услышать более слабые удаленные сигналы, а удаленный узел все еще может принят то, что мы ему передаем".

Многие современные стандарты беспроводной передачи данных, такие как 802.11n, 4G, LTE, WiMAX и HSPA+, используют несколько антенн в передатчиках и приемниках для улучшения работы радиокоммуникаций и увеличения надежности радиосвязи. Этот метод называется MIMO (multiple-input multiple-output), теперь же этот метод был использован для организации полнодуплексной связи, не требующей установки дополнительного оборудования и, поэтому, более интересный с точки зрения затрат.

Команда исследователей университета Райс уже сделала следующий шаг дальше, продемонстрировал реальное устройство, позволяющее реализовать асинхронную полнодуплексную связь на одной частоте. Это означает, что узел может начать получение пакета, даже находясь в процессе передачи и наоборот. Команда университета Райс является первой, кому удалось реализовать на практике то, что позволит сотовым операторам в недалеком будущем удвоить эффективность своих собственных сетей мобильной связи.