El aire libre se está abarrotando. Las señales que se transmiten de un lado a otro desde dispositivos inteligentes extienden las redes inalámbricas de cuarta generación casi hasta sus límites.
A medida que aumentan las demandas de estos sistemas, los ingenieros de la Universidad de Wisconsin-Madison apuntan a abrir nuevas fronteras en las comunicaciones inalámbricas de vanguardia. Su investigación es parte de una iniciativa de la National Science Foundation NSF anunciada el 15 de julio para desarrollar la próxima generación de dispositivos inalámbricostecnologías.
"Estos cuatro premios otorgados a los investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison demuestran los compromisos de NSF para permitir la investigación inalámbrica fundamental, avanzar en la infraestructura de comunicación innovadora y alentar las colaboraciones entre expertos en la academia y la industria", dice Thyaga Nandagopal, directora del programa de NSF.
En todo el país, NSF ayudará a establecer plataformas de investigación y colaboraciones entre la academia y la industria para investigar, desarrollar y comenzar a implementar componentes clave para el futuro de la infraestructura de comunicación. En UW-Madison, Akbar Sayeed y Xinyu Zhang, ambos profesores de electricidad yingeniería informática, y Suman Banerjee, profesor de ciencias de la computación y de ingeniería eléctrica e informática, se embarcará en cuatro proyectos fundamentales.
"Este es un momento realmente emocionante", dice Sayeed. "Muchas de las nuevas innovaciones, como las ciudades inteligentes, los vehículos autónomos y el Internet de las cosas, se basan en una conectividad inalámbrica muy rápida".
Las redes de comunicación existentes apenas pueden mantenerse al día con el insaciable apetito de datos del mundo moderno.
"La necesidad de avances en investigación en comunicación inalámbrica y sistemas móviles es más fuerte que nunca, especialmente porque los usuarios continúan esperando un acceso robusto en cualquier momento y en cualquier lugar a través de sus dispositivos personales", dice Banerjee.
Actualmente, todas las redes inalámbricas compiten por el espacio de señal desde una cantidad limitada de ancho de banda en el espectro electromagnético. La información viaja como ondas, definidas por sus frecuencias y longitudes de onda, y en este momento todo funciona por debajo de frecuencias de 5 gigahercios.llamadas tecnologías de onda milimétrica 5G, prometen un rendimiento enormemente mejorado tanto en la velocidad de entrega de datos como en el tiempo de retraso de la señal, lo que se denomina "latencia".
Pero el uso de frecuencias de onda milimétrica en el mundo real está en gran medida fuera del alcance de la tecnología actual.
"Aprovechar todo el potencial de la conexión inalámbrica de ondas milimétricas requerirá un enfoque coordinado en toda la industria, la academia y las agencias gubernamentales", dice Sayeed. "Se necesitan avances de investigación en técnicas de comunicación y procesamiento de señales, antenas, hardware digital y redes inalámbricas."
Dadas tantas vías dispares de investigación, Sayeed actuará como investigador principal para una red de coordinación de investigación diseñada para fomentar la colaboración y promover la rápida difusión de resultados. Además de reunir a líderes establecidos en el campo, la red hará un esfuerzo especialpara incluir nuevas perspectivas innovadoras de miembros de la facultad junior y grupos subrepresentados.
"NSF tiene una larga y orgullosa historia de catalizar la investigación fundamental en redes y comunicaciones que ha resultado en profundos impactos para la ciencia y la sociedad", dice Jim Kurose, jefe de Computación e Informática e Ingeniería en NSF. "Investigación fundamental sobre avanzadala tecnología inalámbrica será transformadora y nos llevará más allá de la actual y próxima generación de tecnología inalámbrica, más allá de lo que se ha previsto hasta ahora "
El apoyo de NSF para el trabajo de UW-Madison incluye $ 1.85 millones en tres años, parte del plan de siete años y $ 400 millones de la iniciativa nacional.
Además de ser un centro de colaboración, UW-Madison será el anfitrión de dos bancos de pruebas inalámbricos para evaluar el rendimiento de las nuevas innovaciones.
Un proyecto, WiNEST, dirigido por Banerjee, establecerá infraestructura en toda la ciudad de Madison para permitir experimentos a gran escala en entornos del mundo real a las frecuencias utilizadas actualmente. El otro esfuerzo, llamado MIMO de haces múltiples, dirigido por Sayeed, seráDesarrollar una red utilizando una tecnología de prototipo de onda milimétrica de última generación para dirigir simultáneamente múltiples haces de señal. Esa red permitirá la prueba en tiempo real de nuevos protocolos de comunicación, así como mediciones críticas para el problema desafiante de dirigir múltiples haces de señala frecuencias de onda milimétrica.
Wisconsin ya es un punto caliente para la investigación inalámbrica avanzada. En 2015, el primer banco de pruebas de radio de software de ondas milimétricas del país, WiMi, un proyecto apoyado por NSF dirigido por Zhang, demostró con éxito la transmisión de datos a 60 gigahercios. Más recientemente, el grupo de Sayeeddemostró con éxito el primer prototipo capaz de comunicación en tiempo real de señales de datos de haces múltiples a 28 gigahercios, como parte de dos proyectos financiados por NSF.
Como investigador principal en una subvención de tecnología y sistemas de redes bajo la nueva iniciativa, Zhang aplicará su experiencia para garantizar que la tecnología inalámbrica de próxima generación pueda operar de manera eficiente, justa y a gran escala.
Hacer realidad el futuro de la comunicación requerirá una amplia colaboración entre la academia y la industria, lo que en última instancia puede beneficiar a todos.
"Lo bueno es que puedes empujar ambos frentes de la ciencia básica y la tecnología", dice Sayeed. "No solo estamos haciendo el desarrollo de la teoría básica, sino también ampliando los prototipos a grandes bancos de pruebas y trabajando hacia la comercialización".
Estos nuevos proyectos de investigación también brindarán oportunidades únicas de aprendizaje e investigación para capacitar a ingenieros e innovadores inalámbricos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Sam Million-Weaver. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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