В технологиях беспроводной связи пятого поколения предусмотрено беспрецедентное расширение рабочего диапазона частот в область миллиметровых радиоволн (mmWave). Известно, что именно повышение несущих частот является залогом существенного увеличения пропускной способности каналов связи, в которых будут достигнуты скорости передачи данных до десятков гигабит в секунду. А при одновременном подключении к сетям 5G сотен тысяч устройств на территории до 1 кв. км эта скорость будет не ниже 100 Мб/с, то есть заметно выше, чем сегодня в сетях 4G при значительно более низкой плотности подключения мобильных девайсов.
Однако, обещая массовым потребителям «радужное мобильное будущее», технология 5G сегодня ставит перед ее разработчиками ряд задач, ответы на которые еще предстоит найти, что не так-то просто. Первая задача состоит в поиске оптимального распределения в сети частотного диапазона, поскольку частотный диапазон технологии LTE (подробнее про анализ работы LTE сетей), которая является базовой в спецификации 5G, заполнен «под завязку». За частотным ограничением следует ограничение энергетическое (задача №2), обуславливаемое необходимостью опять же оптимального распределения потоков электропитания для серверов, облачных систем, маршрутизаторов и компонентов сети. Третья задача состоит в решении технических вопросов обеспечения низкого затухания радиосигналов на расстояниях в несколько сотен метров и повышения чувствительности соединения к преградам на пути прямой видимости между базовой станцией и мобильным девайсом.
Каждая из приведенных задач в отдельности непроста, но решается, а в совокупности достичь приемлемого результата до сих пор не удавалось. И вот на помощь радиотехникам пришли математики, разработавшие модель анализа сети, позволившую решить задачи оптимизации в комплексе при устанавливаемых граничных условиях, например, добиваясь минимума энергопотребления приемопередатчиков компонентов сотовой сети или находя оптимум эффективности использования частотного диапазона при сохранении высоких показателей качества связи.
Математическая модели сети миллиметрового диапазона создана интернациональной группой, в которой работали ученые Российского университета дружбы народов, Технологического университета Тампере, Института инновационных исследований Хельсинки, Лондонского Королевского колледжа. Эта модель может найти применение при проектировании систем 5G для выявления слабых мест и поиска путей их «усиления». Она будет также полезна при разработке стандартов технологии 5G.
