Исследователи взломали код для подавления электромагнитных помех

Оснащенные алгоритмическим решением, исследователи «взломали код» на помехи, когда машины должны разговаривать друг с другом - и людьми.Кредит: Алекс Дольс, Флорида Атлантический университет

Электромагнитные волны делают возможным беспроводную связь, но создают много нежелательной болтовни.Это шумное побочное продукт беспроводных коммуникаций, называемых «электромагнитным вмешательством», создает огромные проблемы в современном плотном интернете вещей и роботизированной среде ИИ.В связи с тем, что спрос на молниеносные показатели передачи данных достигают беспрецедентных уровней, необходимость подавить это помехи является более насущной, чем когда-либо.

Их метод, который является первым, динамически тонким настраиванием с несколькими входами с несколькими выходами (MIMO), краеугольным камнем современных беспроводных систем, таких как Wi-Fi и сотовые сети.

Подход исследователей, опубликованный в специальном выпуске журнала журнала IEEE по отдельным областям в связи с общением и представлен в качестве основного исследования в обзорах Nature, демонстрирует, как их алгоритмический метод скульптуры беспроводных сигналов для навигации по переполненной частотной полосе. Одновременно оптимизируя передачу в пространстве и времени, этот алгоритм может проложить путь для нетронутых каналов связи.

В полевых демонстрациях исследователи динамически оптимизировали формы беспроводной формы волны MIMO по данной полосе частот, чтобы управлять и избежать помех в связь с машиной, и показали эффективность этого метода в реальных сценариях, где интерференция является общей проблемой.

«Мы впервые разработали концептуальные и практические основы для машин, оснащенных множественными антеннами для автономного определения наиболее эффективных форм формы волны как во времени, так и в космических областях для связи в обозначенной частотной полосе, даже среди чрезвычайно сложных помех и беспорядков», - сказал Димитрис Падос,Доктор философии, старший автор, профессор, директор CA-AI и сотрудник I-Sense на факультете электротехники и компьютерных наук.

«Используя динамическое машинное обучение формы волны в тандеме по всему пространству и времени, мы считаем, что мы« взломали код »при смягчении электромагнитных помех».

Исследователи сначала провели обширное моделирование для проверки эффективности этого метода в отношении целых сценариев помех от ближнего поля до дальнего поля, а также в сценариях легких и плотных помех.Эти симуляции подчеркивали способность оптимизированных сигналов, в частности, совместной оптимизации пространства-времени, поддерживать «чистую» связь в условиях экстремальных смешанных интерференций.

«В сфере автономных систем и коммуникаций с машиной, безопасные, надежные и« чистые »коммуникации имеют первостепенное значение, подчеркивая важность этого прорыва во Флоридской Атлантике»,-сказала Стелла Баталама, доктор философии, декан, ФауИнженерный колледж и информатики.

«В разгар хаоса в современной коммуникации это инновационное исследование предлагает очень многообещающий путь для решения задач помех в машинных коммуникациях, где существует высокие объемы устройств и нескольких сетей».

More information: Sanaz Naderi et al, Self-Optimizing Near and Far-Field MIMO Transmit Waveforms, IEEE Journal on Selected Areas in Communications (2024). DOI: 10.1109/JSAC.2024.3389123