Использование миллиметрового диапазона частот в сетях 5G

Ключевым направлением развития сотовых сетей пятого поколения (5G) является использование высокочастотного, «миллиметрового» диапазона частот (англ.: mmWave) с несущими частотами от 24 до 73 ГГц. В миллиметровом диапазоне частот по сравнению с распространенным в сотовых сетях диапазоном частот до 6 ГГц доступны более широкие частотные каналы, за счет использования которых можно многократно повысить пропускную способность сети. Однако радиоволны в таком высокочастотном диапазоне обладают слабой проникающей способностью и сильно подвержены затуханию из-за атмосферных явлений, осадков и препятствий, из-за чего скорость передачи данных может резко и существенно снижаться. При этом для корректной работы многих современных мобильных и индустриальных приложений необходимо обеспечить низкую задержку и высокую пропускную способность при передаче данных. Поэтому актуальна разработка новых методов повышения производительности сетей 5G при использовании миллиметрового диапазона частот.

Коллектив Лаборатории беспроводных сетей предложил и исследовал ряд решений, повышающих качество обслуживания пользователей сетей 5G в условиях частых изменений качества миллиметрового канала. В частности, сотрудниками лаборатории был проведен обширный анализ решений, направленных на повышение производительности протокола транспортного уровня TCP, повсеместно использующегося в Интернете для надежной передачи данных, и даны рекомендации по использованию и настройке исследуемых решений в сетях 5G. В лаборатории также были разработаны алгоритмы балансировки трафика реального времени (например, виртуальная реальность) и широкополосного трафика (например, передача больших файлов и веб-страниц), распределяющие пользовательские данные и канальные ресурсы между двумя базовыми станциями, одна из которых работает в миллиметровом диапазоне частот, а другая — в диапазоне до 6 ГГц. Было показано, что алгоритм балансировки трафика виртуальной реальности повышает емкость сети в два раза, а алгоритм планирования ресурсов для широкополосного трафика повышает общую пропускную способность сети до 20%. Предложенный метод использования двух БС для обслуживания различных типов трафика в сетях 5G был запатентован.

В настоящее время в Лаборатории беспроводных сетей ведется работа над новыми алгоритмами управления передачей данных в сетях 5G, работающих в миллиметровом диапазоне частот, и решениями для спутниковых сетей 5G, в которых миллиметровый диапазон частот применяется для направленной высокоскоростной передачи данных в дополнение к низкочастотным диапазонам.

Список актуальных публикаций: