Алгоритм позиционирования беспроводных сетей 5G

Алгоритм позиционирования беспроводных сетей 5G

Опережая критическое напряжение способностей сетей пятого поколения (5G) отслеживать быстро растущее число мобильных устройств, инженеры Университета Тафтса разработали алгоритм локализации и маршрутизации. Это масштабируемое решение, способное удовлетворить потребности 50 миллиардов подключенных продуктов «Интернет-вещей» к 2020 году и существенно расширить спектр услуг. Результаты исследования опубликованы на страницах «Proceedings of the IEEE».

О позиционировании беспроводных устройств

Теперь позиционирование беспроводных устройств централизовано, в зависимости от «якорей» с известным местоположением. Якоря — это сотовые башни или спутники GPS, обеспечивающие прямую связь с техникой определённого назначения.

По мере увеличения количества мобильной техники, «якоря» придётся устанавливать с большей плотностью. Централизованное позиционирование в этом случае обещает стать громоздким, так как объёмная доля предметов для отслеживания значительно возрастёт.

В качестве альтернативы централизованным решениям, упомянутый метод распределенной локализации пользователей в сети 5G позволяет обнаруживать технику, не требуя прямого доступа к «якорям».

Измерение и расчеты выполняются локально, поэтому центральному координатору не требуется собирать и обрабатывать данные. На этот счёт кратко высказался доцент электротехники и вычислительной техники Университета Тафтса:

Необходимость обеспечения осведомленности о местоположении каждого устройства, датчика или транспортного средства, будь то стационарный или движущийся объект, в будущем будет иметь, куда большую значимость.

В перспективе уже не избежать повального применения мобильного отслеживания:

  • инвентаря и активов,
  • деятельности здравоохранения,
  • сервиса безопасности,
  • работы сельского хозяйства,
  • состояния экологии,
  • военных операций,
  • чрезвычайных ситуаций,
  • функций промышленной автоматизации,
  • движения транспортных средств,
  • действий робототехники.

Этот список можно продолжать бесконечно. Практически безграничный потенциал «Интернета-вещей» требует разработки умных децентрализованных алгоритмов.

Алгоритм самолокализации, разработанный инженерами Университета Тафтса, использует связь между устройствами и способен поддерживать качественную работу в помещениях, под землей, под водой или в других изолированных точках.

Это явное преимущество перед системами GPS, которые не только блокируются в подобных условиях, но также дополняют функциональность требованиями к стоимости и мощности устройств.

Мобильность устройств делает самолокализацию сложной задачей. Ключ состоит в том, чтобы быстро найти позиции для отслеживания в реальном времени. Расчеты необходимо упрощать, но без ущерба для точности.

Инженеры выполнили эти требования, заменив нелинейные вычисления позиции моделью линейных вычислений. Второй вариант работает быстрее и надежно определяет точное местоположение устройства.

Помимо подготовки к будущему массовому подключению мобильных устройств, этот подход позволит уменьшить нагрузку на существующую инфраструктуру. Устранится необходимость монтажа большого количества передатчиков (якорей) внутри зданий, в кварталах и на периферии городов.

p.s. Планируется тестовое испытание 5G в рамках Чемпионата мира по футболу,  уже совсем скоро стартующего в России.


На основе информации: Tufts University