Слои "интеллектуальных поверхностей" могут усилить беспроводные сети будущего

Беспроводная связь может стать быстрее, надёжнее и безопаснее благодаря новой концепции, которую исследуют учёные из Университета Британской Колумбии (UBC Okanagan). Речь идёт о технологии stacked intelligent surfaces (SIS), т.е о многослойных интеллектуальных поверхностях, способных напрямую управлять электромагнитными волнами и обрабатывать сигнал без традиционно сложной электроники.

Как работают stacked intelligent surfaces

Идея SIS заключается в использовании нескольких слоёв специально спроектированных материалов, через которые проходят электромагнитные волны. Каждый элемент поверхности изменяет сигнал по мере его прохождения, а на выходе он уже может обрабатываться антеннами и цифровыми системами.

По словам исследователей, такие элементы можно рассматривать как аналог нейронов в искусственной нейросети: каждый из них вносит небольшое преобразование сигнала, а вся структура вместе формирует сложную обработку волны.

Переход от линейных к нелинейным системам

До сих пор большинство подобных поверхностей работали в линейном режиме, то есть выполняли ограниченные и относительно простые преобразования сигналов.

В новой работе предлагается добавить нелинейное поведение элементов поверхности. Это позволяет системе обрабатывать сигналы значительно сложнее, приближая её по возможностям к искусственным нейронным сетям.

Такая нелинейность расширяет функциональность SIS и позволяет улучшить устойчивость связи к шуму и помехам, снижая уровень ошибок при передаче данных.

Эффект на качество связи

В моделировании показано, что нелинейные stacked intelligent surfaces повышают надёжность передачи данных по сравнению с традиционными подходами. Это достигается за счёт формирования более сложных и устойчивых волновых структур, которые лучше справляются с помехами в канале связи.

Потенциал для безопасности и 6G

Одним из дополнительных эффектов технологии может стать повышение безопасности беспроводных сетей. Нелинейные преобразования сигналов делают их более сложными для перехвата и расшифровки сторонними устройствами.

Исследователи рассматривают SIS как часть будущих систем связи шестого поколения (6G), где ключевыми требованиями станут высокая скорость, минимальная задержка и встроенная интеллектуальность сети.

От теории к прототипам

Следующий этап работы связан с созданием физических прототипов нелинейных элементов поверхности. Это позволит проверить теоретические модели в реальных условиях и оценить практическую эффективность технологии.

Источник: TechExplore

Похожие статьи

Рекомендательные технологии Подробнее
Инновации 2 месяца назад

Электрофлюидные волоконные мышцы для создания бесшумных роботов

Электрофлюидные волоконные мышцы, позволяющие создавать роботизированные системы с практически бесшумной работой приводов. Технология основана на управлении жидкостью внутри гибких волокон.

Инновации 2 недели назад

Эффективное охлаждение компонентов спутника в космосе

Исследователи Fraunhofer HHI разработали технологию лазерной обработки металлических поверхностей, которая позволяет значительно повысить эффективность отвода тепла в космосе. Структурированные поверхности обеспечивают коэффициент излучения до 99% и уже проходят испытания на внешней поверхности Международной космической станции.

Инновации 1 месяц назад

Оптический чип без статического энергопотребления

Разработан оптический чип на фазопереходных материалах, не требующий статического энергопотребления. Он программируем, масштабируем и ориентирован на задачи ИИ и обработки данных.

Инновации 2 недели назад

Сверхтонкие полупроводники стали эффективнее в 17 раз

Учёные разработали новый способ повышения производительности сверхтонких полупроводниковых транзисторов. Метод основан на локальном увеличении толщины контактных областей и позволяет одновременно снизить сопротивление и сохранить низкие токи утечки.