Rappresentazione di un trasmettitore (a sinistra) che trasmette un segnale con forte dispersione angolare. Ogni frequenza è rappresentata da un colore diverso ed esce in una direzione diversa, che produce una struttura arcobaleno. Due delle frequenze arrivano al ricevitore (a destra), uno rappresentato dal giallo (percorso LOS) e un altro dal blu (percorso NLOS che incorpora un riflesso su una superficie). Credito:Mittleman Lab, Brown University
Se una stazione base in una rete locale tenta di utilizzare un raggio direzionale per trasmettere un segnale a un utente che tenta di connettersi alla rete, invece di utilizzare una trasmissione di rete WAN, come fanno comunemente le stazioni base:come fa a sapere in quale direzione inviare il raggio?
I ricercatori della Rice University e della Brown University hanno sviluppato un metodo di scoperta del collegamento nel 2020 utilizzando radiazioni terahertz, con onde ad alta frequenza superiori a 100 gigahertz. Per questo lavoro, hanno rimandato la questione di cosa accadrebbe se un muro o un altro riflettore nelle vicinanze creasse un percorso non in linea di vista (NLOS) dalla stazione base al ricevitore e si è concentrato sulla situazione più semplice in cui l'unico percorso esistente fosse lungo la linea -di vista (LOS).
In Fotonica APL , quegli stessi ricercatori affrontano questa domanda considerando due diversi tipi generici di trasmettitori ed esplorando come le loro caratteristiche possono essere utilizzate per determinare se un percorso NLOS contribuisce al segnale ricevuto dal ricevitore.
"Un tipo di trasmettitore invia tutte le frequenze più o meno nella stessa direzione, " ha detto Daniel Mittleman, coautore e professore di ingegneria alla Brown, "mentre l'altro tipo invia frequenze diverse in direzioni diverse, esibendo una forte dispersione angolare. La situazione è molto diversa in questi due casi diversi".
Il lavoro dei ricercatori mostra che il trasmettitore che invia frequenze diverse in direzioni diverse ha vantaggi distinti nella sua capacità di rilevare il percorso NLOS e distinguerle dal percorso LOS.
"Un ricevitore ben progettato sarebbe in grado di rilevare entrambe le frequenze e utilizzare le loro proprietà per riconoscere i due percorsi e distinguerli, " ha detto Mittleman.
Molti rapporti recenti all'interno della letteratura accademica si sono concentrati su varie sfide legate all'utilizzo di segnali terahertz per le comunicazioni wireless. Infatti, il termine 6G è diventato una parola d'ordine per comprendere le future generazioni di sistemi wireless che utilizzano questi segnali ad altissima frequenza.
"Per i segnali terahertz da utilizzare per le comunicazioni wireless, molte sfide devono essere superate, e uno dei più grandi è come rilevare e sfruttare i percorsi NLOS, " disse Mittleman.
Questo lavoro è tra i primi a fornire una considerazione quantitativa su come rilevare e sfruttare i percorsi NLOS, nonché un confronto del comportamento di diversi trasmettitori in questo contesto.
"Per gli scenari interni più realistici possiamo immaginare una rete wireless superiore a 100 gigahertz, la questione del percorso NLOS richiederà sicuramente un'attenta considerazione, " ha detto Mittleman. "Dobbiamo sapere come sfruttare queste opportunità di collegamento per mantenere la connettività".
Se, Per esempio, il percorso LOS è bloccato da qualcosa, un percorso NLOS può essere utilizzato per mantenere il collegamento tra la stazione base e il ricevitore.
"Interessante, con un trasmettitore che crea una forte dispersione angolare, a volte un collegamento NLOS può fornire una connettività ancora più veloce rispetto al collegamento LOS, " disse Yasaman Ghasempour, co-autore e assistente professore alla Rice University. "Ma non puoi sfruttare tali opportunità se non conosci il percorso NLOS o come trovarlo".
