Американцы добились от 5G высокой скорости на большом расстоянии
Калифорнийский университет в Сан-Диего и американская компания Keysight Technologies провели испытания новой полнодуплексной системы обмена данными стандарта 5G. Согласно сообщению университета, исследователям удалось добиться скоростей передачи данных в обе стороны чуть больше двух гигабит в секунду. При этом расстояние между передатчиком и клиентским устройством составило 300 метров.
Технология пятого поколения передачи данных в сотовых сетях разрабатывается на протяжении последних нескольких лет. Сети 5G должны поддерживать большую ширину пропускания, чем действующие сегодня 4G, а также допускать подключение большего числа мобильных аппаратов к одной базовой станции.
Одним из основных требований к стандарту 4G является обеспечение пиковых скоростей передачи данных в сто мегабит в секунду для движущихся абонентов и до одного гигабита в секунду — для стационарных клиентских устройств. Эти же требования по предоставлению скорости обмена данными будут предъявляться и к сетям 5G.
Основными отличиями технологии обмена данными нового поколения станут гарантированное обеспечение скорости обмена данными в несколько десятков мегабит в секунду для нескольких десятков тысяч абонентов и поддержка нескольких сотен тысяч одновременных подключений от разного рода датчиков беспроводной датчиковой сети (например, сенсоров устройств промышленного интернета).
Как ожидается, постепенное внедрение стандарта 5G начнется после 2020 года. В настоящее время требования к новой технологии жестко не определены, поэтому многие компании и исследовательские организации, заинтересованные в развитии 5G, разрабатывают собственные нередко несовместимые друг с другом решения.
В испытании новой полнодуплексной (поддерживающей одновременные прием и передачу данных) системы был задействован массив из 32 передатчиков, работающих на частоте 60 гигагерц. Они управлялись системой-на-чипе, разработанной Калифорнийским университетом и произведенной компанией Keysight Technologies. В основу своего варианта сети 5G разработчики положили сеть Wi-Fi стандарта 802.11ad.
Во время испытаний разработчикам удалось добиться скорости передачи данных в четыре гигабита в секунду к абоненту и от него. При этом расстояние, на котором велся обмен данными, составило сто метров. На расстоянии 800 метров скорость обмена данными составила около 500 мегабит в секунду.
Другие подробности об испытаниях и разработке новой системы не уточняются. В частности, не известно, как разработчики планируют внедрять свою систему, если в настоящее время одобренными в США частотами для сетей стандарта 5G являются частоты 28, 37 и 39 гигагерц. Этот список может быть расширен, если не будет выявлено существенных помех сетям 802.11ad, для которых частотой вещания одобрены 60 гигагерц.
В конце февраля текущего года консорциум компаний NTT DoCoMo и Ericsson добился наибольшей на данный момент совокупной передачи данных. Во время испытаний общая скорость передачи данных двум абонентам на частоте 15 гигагерц составил 20 гигабит в секунду. Речь идет о передаче только в одну сторону. Дальность обмена данными составила около 70 метров.
Между тем, в России испытания сети стандарта 5G состоялось 22 сентября 2016 года на бизнес-саммите в Нижнем Новгороде. Сеть развернул консорциум компаний «Мегафон» и Huawei. Скорость передачи данных составила 4,94 гигабита в секунду; через сеть передавался панорамный видеоролик в разрешении 8K Ultra HD (7680 на 4320 пикселей).
Василий Сычёв
Гексакоптер оснащен двумя взлетно-посадочными платформами для квадрокоптеров
Инженеры из Сколтеха разработали гибридный гексакоптер MorphoLander, который выступает в роли передвижного аэродрома для дронов меньшего размера. MorphoLander не только летает, но и может ходить по неровной поверхности при помощи четырех ног. В верхней части корпуса расположены две взлетно-посадочные платформы для микродонов. Дрон может пригодиться для инспекции объектов и поиска пострадавших во время стихийных бедствий, говорится в препринте на arXiv.org. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Дроны отлично подходят для выполнения задач поиска, инспекции и мониторинга, но потребляют много энергии и не могут долго находиться в полете. Одним из способов преодолеть это ограничение стала разработка дронов гибридной конструкции, которые могут не только летать, но и передвигаться по земле, например, с помощью колес или ног. Несмотря на то, что такой подход позволяет продлить время работы за счет менее энергозатратного способа передвижения по поверхности, продолжительность полета гибрида и его эффективность часто снижается из-за дополнительного веса. Инженеры под руководством Дмитрия Тетерюкова (Dzmitry Tsetserukou) из Сколтеха предложили использовать громоздкий дрон в качестве носителя для дронов поменьше. Тогда большой дрон выступает в роли передвижного «улья», который в нужный момент выпускает рой маленьких дронов, способных более эффективно выполнить задачу на большой территории за счет совместной работы. Разработанный прототип под названием MorphoLander представляет собой гексакоптер с четырьмя ногами, каждая из которых имеет три степени свободы. С их помощью дрон может передвигаться по неровной поверхности. Масса гибрида немного больше 10 килограмм. Встроенного аккумулятора хватает на 12 минут полета. Сверху на корпусе закреплены две посадочные платформы диаметром 20 сантиметров, на которые могут садиться микродроны. Чтобы микродронам (инженеры использовали Crazyflie 2.1 массой 27 грамм) было проще садиться на MorphoLander, материнский дрон с помощью алгоритма стабилизации старается удерживать горизонтальное положение платформ, подстраивая высоту ног под неровности поверхности. Посадка микродронов происходит под управлением алгоритма машинного обучения, его обучение с подкреплением проходило в симуляторе на платформе игрового движка Unity, который позволяет имитировать физику, с использованием пакета машинного обучения Unity ML Agents. Обученный алгоритм посадки затем испытали в трех сценариях с участием реальных дронов. В первом два микродрона должны были взлетать с расстояния полутора метров от MorphoLander и затем садиться на его платформы. Среднее значение отклонения от центра платформы в этом сценарии составило всего около 5,5 миллиметра. Во втором сценарии микродроны должны были садиться на материнский дрон, стоящий на неровной поверхности. В этом случае ошибка возросла и составила 25 миллиметров. Третий сценарий имитировал реальное применение: микродроны взлетали с платформ, в то время как MorphoLander отходил от места взлета на некоторое расстояние, после чего микродроны должны были сесть обратно. Среднее значение отклонения от центра 20-сантиметровой платформы составило 35 миллиметров. В будущем инженеры планируют увеличить точность и устойчивость алгоритма управления микродронами за счет контроля тяги отдельных винтов. https://www.youtube.com/watch?v=fV8_Ejy81s8&t=1s Совместная работа помогает роботам справляться с более трудными задачами. К примеру японские инженеры разработали систему из работающих в паре дрона и наземного робота. Они соединены друг с другом тросом, что позволяет наземного дрону взбираться на более крутые подъемы. Для этого дрон закрепляет трос на вершине, после чего наземный робот натягивает его с помощью лебедки и поднимается наверх.