В MIT разработали "умную" поверхность для усиления сигнала

Сотрудники Массачусетского технологического института создали прототип "тонких обоев", которые могут использоваться для усиления радиосигнала. Решение можно адаптировать к IoT, Wi-Fi и 5G.

Система RFocus работает по принципу линзы или зеркала, фокусируя или отражая сигнал в направлении пользовательского устройства. Эта программируемая поверхность размещается в рабочей среде и настраивается для создания направленного сигнала от передатчика к приемнику. Такой подход переносит задачу формирования луча с передатчика на окружающую среду, что позволяет оптимизировать работу небольших или маломощных устройств.

Принцип работы системы RFocus: рабочая поверхность оптимизирует и перераспределяет сигнал между устройствами и ресивером

Поверхность RFocus состоит из тысяч простых элементов, объединенных в прямоугольный массив. Чтобы свести к минимуму стоимость и энергопотребление, каждый элемент имеет только один двусторонний РЧ-переключатель, по цене сходный с RFID-меткой. Поверхность может быть изготовлена в виде тонкого гибкого листа, который можно наклеивать на стены в качестве обоев под покраску. Каждый элемент на поверхности RFocus находится в одном из двух состояний: "вкл" - сигнал отражается, "выкл" - сигнал проходит. Конфигурация элементов выбирается в зависимости от состояния и целей конечных точек с приоритетом на более важных процессах. 

Внешний вид прототипа RFocus

Пока исследователи создали и испытали прототип из 3720 антенн, занимающих площадь 6 кв. м. Эксперименты показали, что в типичной офисной среде RFocus в среднем обеспечивает 10,5-кратное повышение мощности сигнала и 2-кратный рост пропускной способности канала. 

Моделирование передачи сигнала к целевой точке для 4 и 100 антенн

Разработчики считают, что "обои" можно использовать для повышения дальности передачи сигнала в системах Wi-Fi или высокочастотного 5G. Однако наиболее вероятная сфера применения технологии -  связь с компактными IoT-устройствами, которые слишком малы, чтобы обеспечить надежную передачу сигнала. 

Карта силы сигнала и ее повышения (пунктиром показаны тонкие стеклянные перегородки): для красной точки внизу слева обеспечено 64-кратное повышение мощности