«Это меняет правила игры», — говорит Кришнасвами. «Используя нашу новую технологию, сети могут эффективно удвоить ресурсы частотного спектра, доступные для таких устройств, как смартфоны и планшеты».В эпоху больших данных нынешний кризис частотного спектра является одной из самых серьезных проблем, с которыми сталкиваются исследователи, и очевидно, что сегодняшние беспроводные сети не смогут поддерживать поток данных завтрашнего дня. Современные стандарты, такие как 4G / LTE, уже поддерживают 40 различных частотных диапазонов, и на радиочастотах не остается места для будущего расширения.
В то же время главная задача сети 5G следующего поколения — увеличить емкость данных в 1000 раз.Таким образом, возможность повторного использования передатчиком и приемником одной и той же частоты может немедленно удвоить пропускную способность сегодняшних сетей. Кришнасвами отмечает, что другие исследовательские группы и начинающие компании продемонстрировали теоретическую возможность одновременной передачи и приема на одной и той же частоте, но никому еще не удалось создать крошечные наноразмерные ИС с этой возможностью.
«Наша работа — первая демонстрация ИС, которая может принимать и передавать одновременно», — говорит он. «Выполнение этого в ИС имеет решающее значение, если мы хотим иметь широкое влияние и реализовать эту функциональность на портативных устройствах, таких как сотовые телефоны, мобильные устройства, такие как планшеты для WiFi, а также на базовых станциях сотовой связи и WiFi для поддержки полнодуплексной связи».Самой большой проблемой, с которой столкнулась команда при работе с полным дуплексом, было подавление эха передатчика.
Представьте, что вы пытаетесь услышать, как кто-то шепчет издалека, в то время как кто-то кричит, стоя рядом с вами. Если вы можете отключить эхо крика человека, вы услышите его шепот.«Если бы каждый мог делать это, каждый мог бы говорить и слушать одновременно, и разговоры занимали бы половину времени и ресурсов, которые они требуют сейчас», — объясняет Цзинь Чжоу, аспирант Кришнасвами и ведущий автор статьи. «Подавление эха передатчика или подавление« самоинтерференции »было фундаментальной проблемой, особенно когда оно выполняется в крошечной наноразмерной ИС, и мы нашли способ решить эту проблему».
Кришнасвами и Чжоу планируют затем протестировать несколько полнодуплексных узлов, чтобы понять, какие выгоды можно получить на сетевом уровне. «Мы тесно сотрудничаем с группой доцента по электротехнике Гила Зуссмана, который является экспертом по теории сетей в Columbia Engineering», — добавляет Кришнасвами. «Будет очень интересно, если мы действительно сможем обеспечить обещанный прирост производительности».