Учёные ТУСУРа работают над новым методом для увеличения скорости и обеспечения стабильности систем связи нового поколения и Интернета вещей (IoT)

Объём передаваемого трафика и количество подключений в современных сетях связи постоянно растут, что требует новых подходов к обеспечению связи на физическом уровне. В первую очередь это касается беспроводных широкополосных мобильных сетей. Для решения этих проблем на смену поколению сетей связи 4G приходит 5G. В настоящий момент приняты первые версии стандарта связи 5G, получившего название NR (new radio). В рамках обсуждения концепции 5G для организации физического уровня и распределения сетевых ресурсов было предложено использовать технологии неортогонального множественного доступа (Non Orthogonal Multiple Access, NOMA).

Учёные ТУСУРа выиграли грант РНФ на проведение работ по созданию комплекса методов и алгоритмов, который позволит применить методы NOMA на практике. В настоящее время проблемы практического применения этого подхода в системах связи до конца не решены. По мнению исследователей, пропускная способность сетей с NOMA может до 1,5 раза превосходить пропускную способность существующих сетей, также методы NOMA способны обеспечить высокую помехоустойчивость и позволят создать системы связи с поддержкой большого числа подключений для задач Интернета вещей.

«Метод неортогонального множественного доступа подразумевает, что сигналы различных абонентов передаются в едином частотно-временном ресурсе. В существующей классической модели связи для передачи формируется набор подканалов, каждый из которых имеет свою определённую частоту. В каждом подканале абоненты передают сигналы по очереди: следующий абонент может начать передачу только после того, как закончил предыдущий. Метод NOMA позволяет передавать сигналы разных абонентов одновременно. За счёт этого увеличивается эффективность использования частотно-временного ресурса – это основная задача всех разработчиков», – рассказал доцент кафедры телекоммуникаций и основ радиотехники ТУСУРа Дмитрий Покаместов.

Он также пояснил, что в рамках проекта будут в комплексе проработаны практические вопросы формирования сигналов, синхронизации и оценки канала, что направлено в первую очередь на увеличение функционала уже существующих сетей.

«Для повышения эффективности использования частотно-временного ресурса мы намеренно допускаем возможность одновременной передачи сигналов различных абонентов, а с помощью специально созданных алгоритмов на стороне приёмника мы их можем разделить. Каждый сигнал принимается, воспринимается и безошибочно обрабатывается», – добавил разработчик.

Проведение работы позволит разработать алгоритмы оценки канала передач, синхронизации, решить вопросы, связанные с формированием сигнала, с распределением сетевых ресурсов между двумя абонентами, и впервые внедрить метод NOMA на практике.