Ученые ТУСУРа изучают возможности улучшения скорости и надежности сетей 6G

Технология  Power-Division Non-Orthogonal Multiple Access (PD NOMA) подразумевает разделение каналов по мощности для повышения спектральной эффективности систем связи. Неортогональный множественный доступ, PD NOMA, пока не применяется в 5G, но с большой вероятностью будет применяться в сетях 6G. Смена технологий связи происходит приблизительно раз в 10 лет.

«В проекте мы разрабатываем новые алгоритмы и исследуем системы связи, которые совмещают неортогональный множественный доступ PD-NOMA и полярные коды, — рассказал научный сотрудник кафедры телекоммуникаций и основ радиотехники Яков Крюков. — Полярные коды — современный метод коррекции ошибок, повышающий надежность передачи данных, а PD-NOMA — способ организации связи, при котором несколько абонентов могут одновременно использовать один и тот же канал за счет разделения по мощности. Такая комбинация работает синергетически: полярные коды усиливают преимущества PD-NOMA и позволяют увеличить скорость передачи данных. Множественный доступ сегодня является одним из ключевых направлений модернизации многоканальной связи, которая окружает нас везде — от сотовой связи до интернета вещей и Wi-Fi».

По его словам, работа над проектом началась в 2024 году. В настоящий момент удалось разработать алгоритмы, а также создать математическую модель системы связи для их тестирования. Проект реализуется при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Результаты проекта могут быть использованы для дальнейшего развития PD-NOMA.

В настоящий момент алгоритмы тестируются в модели. В ряде сценариев удалось добиться увеличение скорости на 15-20%.

«В первую очередь, результаты могут быть применены в системах мобильной связи 6G и будущих поколениях Wi-Fi, — рассказал ученый. — Косвенно они актуальны для любых беспроводных технологий — например, в управлении беспилотниками и в интернете вещей. Завершение проекта — 2025 год. Итоговые результаты включают методы и алгоритмы интеграции полярных кодов в системы с множественным доступом PD-NOMA, а также методику внедрения предложенных решений в практические системы связи».

Еще один проект ТУСУРа, реализованный при поддержке РНФ — разработка метода NGMA (Next Generation Multiple Access), который представляет новый способ организации доступа пользователей к сети.

«NGMA позволяет одновременно подключать к одной базовой станции больше устройств, чем раньше, и при этом сохранять высокую скорость передачи данных, — рассказал доцент кафедры телекоммуникаций и основ радиотехники Дмитрий Покаместов. — Такая технология станет особенно важной в будущем, когда в сети будут работать не только смартфоны, но и миллиарды устройств интернета вещей, "умных" датчиков, беспилотного транспорта и других систем».

По словам ученого, исследования были направлены на то, чтобы будущие сети могли работать стабильно даже в условиях «перегрузки», когда число пользователей превышает возможности оборудования. Ученые разработали методы, которые помогают сети автоматически распределять ресурсы и поддерживать качество связи для всех подключенных абонентов.

Отдельное внимание уделялось использованию интеллектуальных поверхностей — специальных панелей, способных перенаправлять радиосигналы. По сути, это «умные зеркала» для радиоволн, которые позволяют усиливать сигнал там, где это нужно, и снижать помехи. Моделирование показало, что такие решения способны увеличить скорость передачи данных и устойчивость работы сети почти на 40%.

Проект выполнялся при участии сотрудников кафедры телекоммуникационных систем ТУСУРа, аспирантов и студентов. К работе были привлечены и индустриальные партнеры, в том числе компания «НПФ Микран».

Работа над проектом велась три года и была завершена в 2025 году.

«Развитие систем связи нового поколения важно сегодня как никогда, — отметил руководитель проекта Дмитрий Покаместов. — Мы ежедневно пользуемся мобильной связью и интернетом, и новые технологии позволят сделать их быстрее, надежнее и доступнее для всех».

Исследовательская группа ТУСУРа планирует продолжить работу в этом направлении, включая создание прототипов оборудования и дальнейшие исследования совместно с российскими предприятиями.