Thủ thuật kết nối IoT từ một kiến trúc mmWave đơn giản

Các nhà nghiên cứu cho biết, các công nghệ không dây hiện tại, chẳng hạn như Wi-Fi, sẽ không cung cấp đủ hỗ trợ cho hàng tỷ cảm biến và mạng internet của vạn vật (IoT) dự kiến ​​sẽ được phát hành trong vài năm tới. Con người cần tốc độ nhanh hơn, hiệu quả hơn và băng thông. Thêm vào đó, thiết bị phải có giá thấp hơn đáng kể so với thiết bị hiện có, bao gồm cả thiết bị 5G sắp tới.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học tại Đại học Waterloo đang phát triển một phiên bản rút gọn của công nghệ sóng milimeter.

Các nhà nghiên cứu cho biết trong bài báo công bố một công nghệ mạng 5G năng lượng thấp, chi phí thấp mới được gọi là mmX. Họ nói rằng công nghệ này đặc biệt hướng đến IoT: “Một phiên bản đang phát triển sẽ được đặt theo yêu cầu của mạng không dây”

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết: Các mạng 5G sắp tới, với tốc độ cực nhanh và công suất cực cao, sẽ tận dụng sóng millimeter và sử dụng một lượng đáng kể năng lượng điện và năng lượng điện toán. Điều đó có nghĩa là chúng không tốt cho các thiết bị IoT giá rẻ, năng lượng thấp, những thiết bị sẽ được thấy trong nhiều trường hợp sử dụng. Các thiết bị mới phải có công suất thấp vì chúng cần hoạt động lâu hơn, tốt nhất là vô thời hạn.

Vấn đề với các công nghệ không dây hiện tại không có quá nhiều, nhưng các thiết bị IoT mới đã kích hoạt các thay đổi trong yêu cầu từ sóng vô tuyến hiện nay. Chẳng hạn như trong các điện thoại thông minh ngày nay và cả các thiết bị mới hoạt động với sơ đồ điều chế tốc độ thấp – hay nói cách khác, tỷ lệ thấp hơn nhiều so với công suất kênh. Cả hai đều không hiệu quả trong việc sử dụng quang phổ.

Beam searching ngăn không cho mmWave được sử dụng cho IoT

Các nhà nghiên cứu cho biết họ đã xác định mức tiêu thụ năng lượng cao, phần cứng đắt tiền và beam searching là thủ phạm chính ngăn cản mmWave được sử dụng để triển khai IoT.

Chẳng hạn, beam searching là một giới hạn của mmWave thông thường. Nó có sức mạnh tập trung để ngăn chặn sự mất tín hiệu đường truyền, nhưng nó phức tạp về mặt tính toán, tốn kém và sử dụng nhiều năng lượng. Các nhà nghiên cứu cho biết họ có thể loại bỏ beam searching thông qua một hình thức điều chế không khí, trong đó tín hiệu không được điều chế trước khi truyền mà được xử lý trong quá trình truyền. Điều đó giúp loại bỏ sự cần thiết của beam searching trong sóng mmWave. Các nhà nghiên cứu cũng giảm lượng dữ liệu phản hồi cần thiết từ các điểm truy cập.

Một tính năng đặc biệt khác mà mmX cung cấp là phần cứng của nó là một bo mạch bổ trợ Raspberry Pi đơn giản, cho phép cộng đồng mạng dễ dàng thử nghiệm. Hai mươi lăm triệu máy tính phát triển Raspberry Pi đã được bán ra kể từ đầu năm nay.

Các nhà nghiên cứu tuyên bố, hiệu quả sử dụng năng lượng của MMX thấp hơn so với các mô-đun Wi-Fi hiện có. MMX của họ là một kiến ​​trúc hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn nhiều cho các ứng dụng IoT sắp tới.