Разработан чип для интернета вещей и технологий 6G, который повысит производительность современной электроники и сделает беспроводные устройства более энергоэффективными

Подход исследователей основан на использовании уникальной схемы модуляции для преобразования цифровых данных в беспроводной сигнал, что снижает количество ошибок при передаче и обеспечивает более надёжную связь.

Компактную и гибкую систему можно встроить в существующие устройства интернета вещей, а также обеспечить соответствие более строгим требованиям к эффективности будущих технологий 6G.

В беспроводных устройствах передатчик преобразует цифровые данные в электромагнитный сигнал, который передаётся по радиоволнам на приёмник. Передатчик делает это, преобразуя цифровые биты в символы, которые представляют амплитуду и фазу электромагнитного сигнала. Этот процесс называется модуляцией.

Традиционные системы передают сигналы, равномерно распределённые по времени, создавая единый шаблон символов, что помогает избежать помех. Но такая единая структура не отличается гибкостью и может быть неэффективной, поскольку условия беспроводного канала динамичны и часто быстро меняются.

В качестве альтернативы можно использовать оптимальные схемы модуляции с неравномерным распределением, которые могут адаптироваться к изменяющимся условиям канала, обеспечивая максимальную передачу данных при минимальном энергопотреблении.

Но хотя оптимальная модуляция может быть более энергоэффективной, она также более подвержена ошибкам, особенно в условиях высокой плотности беспроводных сетей. Если сигналы не одинаковы по длительности, приёмнику может быть сложнее отличить символы от шума, который втиснулся в передачу.

Чтобы решить эту проблему, передатчик Массачусетского технологического института добавляет небольшое количество заполнения в виде дополнительных битов между символами, чтобы все передачи были одинаковой длины.

Это помогает приёмнику определять начало и конец каждой передачи, предотвращая неправильную интерпретацию сообщения. Однако устройство выигрывает в энергоэффективности за счёт использования неравномерной, оптимальной схемы модуляции.

Этот подход работает благодаря ранее разработанному исследователями методу GRAND, который представляет собой универсальный алгоритм декодирования, позволяющий взломать любой код путём подбора шума, повлиявшего на передачу.

Здесь используется алгоритм, основанный на GRAND, для корректировки длины полученной передачи путём угадывания добавленных дополнительных битов. Таким образом, получатель может эффективно восстановить исходное сообщение.

Новый чип с компактной архитектурой, которая позволяет исследователям интегрировать дополнительные методы повышения эффективности, обеспечивает передачу данных с погрешностью сигнала, составляющей всего четверть от погрешности методов, использующих оптимальную модуляцию.

Удивительно, но устройство также показало значительно более низкий уровень ошибок, чем передатчики, использующие традиционную модуляцию.

«Традиционный подход настолько укоренился, что было сложно не вернуться к статус-кво, особенно учитывая, что мы меняли то, что часто воспринимаем как должное, и концепции, которые мы преподавали десятилетиями», — говорят исследователи.

Эта инновационная архитектура может быть использована для повышения энергоэффективности и надёжности современных устройств беспроводной связи, а также для внедрения в будущие устройства, в которых будет использоваться оптимальная модуляция.

Сообщение Разработан чип для интернета вещей и технологий 6G, который повысит производительность современной электроники и сделает беспроводные устройства более энергоэффективными появились сначала на Время электроники.