I segnali wireless di prossima generazione non verranno più emanati indiscriminatamente da una stazione base come avviene ora, ma assumeranno probabilmente la forma di raggi direzionali mirati. Tuttavia, qualsiasi interferenza fisica, ad esempio un oggetto o una persona che passa nelle vicinanze, potrebbe interrompere il segnale, ponendo letteralmente un ostacolo all'implementazione di reti wireless ultraveloci a onde millimetriche e sub-terahertz.
I ricercatori della Rice University e della Brown University, tuttavia, hanno dimostrato che i raggi curvi carichi di dati possono stabilire un collegamento tra le stazioni base e gli utenti, aggirando efficacemente gli ostacoli che si frappongono.
In uno studio pubblicato su Ingegneria delle comunicazioni , i ricercatori hanno dimostrato un raggio inferiore a terahertz che segue una traiettoria curva ⎯ un risultato che potrebbe rivoluzionare le comunicazioni wireless rendendo più fattibile il futuro delle reti di dati wireless che funzionano su frequenze inferiori a terahertz.
"Questo è il primo collegamento dati wireless curvo al mondo, una pietra miliare fondamentale nella realizzazione della visione 6G di elevata velocità di trasmissione dati e alta affidabilità", ha affermato Edward Knightly, professore di ingegneria elettrica e informatica Sheafor-Lindsay e professore di informatica alla Rice.
"Mentre oggi il Wi-Fi a frequenza più bassa si propaga apparentemente in tutte le direzioni come una trasmissione radiofonica, in futuro, per velocità di trasmissione dati più elevate a frequenze più elevate, i raggi dovranno essere direzionali per propagarsi."
Le reti cellulari e i sistemi Wi-Fi oggi si affidano a radiazioni gigahertz a frequenza più bassa per trasportare dati, ma la tecnologia futura si affiderà a onde sub-terahertz, che hanno una capacità di trasporto dati fino a 100 volte superiore.
"Vogliamo più dati al secondo", ha affermato Daniel Mittleman, professore alla Brown's School of Engineering e autore senior dello studio. "Se vuoi farlo, hai bisogno di più larghezza di banda, e quella larghezza di banda semplicemente non esiste utilizzando le bande di frequenza convenzionali."
I ricercatori hanno esplorato i raggi autoaccelerati ⎯ onde elettromagnetiche appositamente configurate che si curvano mentre si muovono nello spazio ⎯ come punto di partenza per il loro lavoro. Progettando trasmettitori che controllano la forza e la frequenza delle onde emesse in modo coordinato, i ricercatori sono stati in grado di garantire che i dati vengano trasferiti lungo una traiettoria parabolica curva.
"Curvare una trave non risolve tutti i possibili problemi di blocco, ma ciò che fa è risolverne alcuni e li risolve in un modo migliore di quello che altri hanno provato", ha affermato Hichem Guerboukha, che ha guidato lo studio come ricercatore post-dottorato. alla Brown ed è ora professore assistente presso l'Università del Missouri-Kansas City.
I ricercatori hanno convalidato le loro scoperte attraverso simulazioni approfondite ed esperimenti aggirando gli ostacoli per mantenere collegamenti di comunicazione con elevata affidabilità e integrità.
Utilizzando questi raggi curvi, i ricercatori sperano di consentire nuove applicazioni come la realtà aumentata immersiva mobile. Tali applicazioni richiedono un'elevata velocità di trasmissione dati che deve essere mantenuta nonostante la mobilità dell'utente e gli ostacoli vicini.