Ученые создали «умную поверхность» для будущих сетей 6G

Умные поверхности из Глазго стали удачным решением на пути к сетям 6G

Инженеры из Университета Глазго решили одну из главных проблем, которая мешает развитию сетей шестого поколения. Речь идет о так называемых умных поверхностях. Они умеют направлять беспроводной сигнал туда, где он нужен. До сих пор такие панели усиливали не только полезный сигнал, но и помехи. Из-за этого связь работала медленнее и становилась менее точной. Теперь исследователи научили систему отличать полезный сигнал от шума. Это может сделать будущие сети шестого поколения быстрее, надежнее и безопаснее.

Сегодня к беспроводным сетям подключено уже более 16 млрд устройств. Это примерно в два раза больше численности населения Земли. Смартфоны, ноутбуки, автомобили, бытовая техника и датчики постоянно обмениваются данными по Wi-Fi, Bluetooth и мобильным сетям. Все эти устройства создают электромагнитные помехи, которые мешают передаче сигнала.

Одним из способов решить эту проблему стали реконфигурируемые интеллектуальные поверхности, или RIS. Это панели, состоящие из тысяч программируемых элементов. Каждый из них может отражать радиоволны и направлять их в сторону нужного устройства. Автор исследования Сабер Хассуна из инженерной школы Джеймса Уатта сравнивает такую поверхность с зеркалом, которое можно повернуть так, чтобы солнечный луч попал в определенную точку комнаты.

Однако у первых версий RIS был серьезный недостаток. Они отражали все радиоволны без разбора, включая помехи. Некоторые исследовательские группы пытались бороться с этим, подавляя шум. Но вместе с ним ослабевал и полезный сигнал.

Команда из Глазго пошла другим путем. Исследователи научили систему распознавать характерные признаки помех. Затем алгоритм анализирует разные направления распространения сигнала, находит самый сильный луч и передает эти данные панели. После этого поверхность начинает отражать радиоволны гораздо точнее и направляет их именно туда, где они нужны.

Новая технология снижает нагрузку и на базовые станции мобильной сети. Раньше станции сами выполняли сложные вычисления, чтобы отделить полезный сигнал от помех. Это требовало больших вычислительных ресурсов и увеличивало энергопотребление. Теперь значительную часть этой работы выполняет сама интеллектуальная поверхность еще до того, как сигнал поступает на базовую станцию.

Разработку проверили в лаборатории. Исследователи использовали панель с более чем 4 тыс. программируемых элементов, расположенных в решетке 64 × 64. Испытания проводили на частоте 3,5 ГГц, которую сегодня используют сети пятого поколения.

В эксперименте участвовали пять человек. Трое находились в помещении и выступали в роли обычных пользователей сети. Еще двое стояли в коридоре и изображали потенциальных перехватчиков сигнала. Алгоритм направил радиоволны только к трем пользователям в комнате. Участники за пределами помещения практически не получили сигнал. Эксперимент подтвердил расчеты ученых. Система одновременно повысила скорость передачи данных и точность определения местоположения пользователей.

У технологии RIS есть еще одно важное преимущество. Такие панели намного проще базовых станций и почти не потребляют электроэнергию. Большинство их элементов не создают собственный сигнал, а лишь перенаправляют уже существующий. Благодаря этому панели можно сравнительно недорого устанавливать на фасадах зданий, стенах, опорах освещения и других объектах городской инфраструктуры. Именно низкая стоимость делает RIS одной из самых перспективных технологий для будущих сетей шестого поколения.

Исследование стало частью проекта ISAC³, который Университет Глазго запустил в феврале 2026 г. Центр занимается разработкой технологий, объединяющих передачу данных, распознавание окружающей среды и вычисления для будущих интеллектуальных городов. В работе также участвовали специалисты Университета имени короля Фахда и Университета Лестера.

Ранее мы писали о том, что российские ученые создали материал для поглощения радиоволн.