“Our policy can be computed quickly

“Our policy can be computed quickly, and it offers low overhead of information-exchange between devices and base stations,” said Kartik Ahuja, lead researcher. “This makes it a practical solution for improved network performance as femtocells become popular quickly.”

After testing the policy under various scenarios, the team proved up to 130% performance improvement compared to existing wireless interference policies, especially for dense and large-scale deployments of femtocells.

mmW Solution: Using rainfall to boost MIMO efficiency
As for mmW channels, which are still primarily limited to lab work, researchers have turned to a “smart antenna” technique called massive multiple-input multiple-output (MIMO) to incorporate the short pathways of mmW signals into existing wireless infrastructure.

The challenge here is that the characteristics of mmW MIMO systems and their responses to changing environments (such as inclement weather) have been relatively unknown. A global team of researchers, though, has found that rain might actually help with signal transmission, contrary to previous concerns.

Because mmW signals are about the same size as raindrops, the team expected physical water intervention and undesirable signal scattering. To test this for the first time, the team devised a model that would accurately capture the channel effects of rainfall taking into account the physical laws of mmW MIMO. They accomplished this by calculating statistical mmW wave characteristics under a random scattering medium. Then, using the model, they evaluated the performance of mmW MIMO under the simulated rain.



7097094-fig-1-large
The 2-D geometrical model for a mmW MIMO channel with uniform linear antenna arrays at both link ends. The circles in the figure represent rain drops.


Their results were surprising.

Common sense suggests that with more rain, the signal strength would get worse, but in fact the team found that isn’t always the case. With just the right amount of light rain, channel capacity actually increases before it declines because it’s able to take advantage of multidata streams before it suffers.

“Everyone thought that rain was just bad; we certainly thought it would have a detrimental effect,” said Andrea Goldsmith, researcher. “But in fact we found that you want to build a responsive MIMO system that can leverage and adapt to the rate of rain for optimal scattering, which can be easily done.”

The team went further to propose a strategy for how to do this using a transmitting method called statistical water-filling, which basically allows the system to “ride the good waves” by transmitting higher data rates when the time-varying channel can support it, and backing off on data rates when it can’t.

Any carrier could adopt this model, which can also be applied to broader environmental scenarios, such as snow and building obstructions.

Read more about femtocells and mmW in IEEE Xplore.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

"นโยบายของเราสามารถคำนวณได้อย่างรวดเร็ว และมีค่าใช้จ่ายที่ต่ำของการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์และสถานีฐาน กล่าวว่า Kartik Ahuja นำนักวิจัย "ให้มันเป็นโซลูชันที่ปฏิบัติสำหรับประสิทธิภาพเครือข่ายที่ปรับปรุงเป็น femtocells กลายเป็นที่นิยมอย่างรวดเร็ว"หลังจากการทดสอบนโยบายภายใต้สถานการณ์ต่าง ๆ ทีมพิสูจน์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ 130% เมื่อเทียบกับนโยบายรบกวนสัญญาณไร้สายที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานหนาแน่น และขนาดใหญ่ของ femtocellsรีโซลูชั่น: ที่ใช้ปริมาณน้ำฝนเพิ่มประสิทธิภาพ MIMOสำหรับช่องรี ซึ่งจะยังเป็นหลักจำกัดงานห้องปฏิบัติการ นักวิจัยได้หันไปเทคนิค "สมาร์ทเสาอากาศ" ที่เรียกว่าใหญ่หลายหลายรับเข้า (MIMO) ในการรวมทางเดินสั้นสัญญาณรีเป็นโครงสร้างพื้นฐานแบบไร้สายที่มีอยู่ความท้าทายที่นี่คือ ว่า ลักษณะของระบบ MIMO รีและการตอบรับการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม (เช่นอากาศแปรปรวน) มีค่อนข้างรู้จัก พบทีมงานนักวิจัย แม้ว่า โลกที่ฝนตกจริงอาจช่วย ด้วยการส่งสัญญาณ ขัดกับความกังวลก่อนหน้า นี้เนื่องจากสัญญาณรีมีขนาดเดียวเป็นหยาดฝน ทีมคาดน้ำแทรกแซงและโปรยสัญญาณที่ไม่พึงปรารถนา การทดสอบนี้เป็นครั้งแรก ทีมงานออกแบบที่ถูกต้องจะจับผลสถานีปริมาณน้ำฝนในการคำนึงถึงกฎหมายทางกายภาพของรี MIMO พวกเขาสามารถสำเร็จได้ โดยการคำนวณสถิติรีลักษณะคลื่นใต้กลางสุ่มโปรย จะใช้รูปแบบ ประเมินประสิทธิภาพของรี MIMO ภายใต้ฝนจำลองแล้ว 7097094-รูป-1-ใหญ่2 D เรขาคณิตแบบช่อง MIMO รีกับอาร์เรย์เสาอากาศเชิงเส้นที่เหมือนกันที่ปลายทั้งสองเชื่อมโยงกัน วงกลมในภาพแสดงถึงหยดฝน ผลน่าแปลกใจสามัญสำนึกแสดงให้เห็นว่า ฝนตก ความแรงของสัญญาณจะทรุด แต่ในความเป็นจริงทีมพบที่ไม่เสมอกรณีที่ ด้วยความเหมาะสมของฝน ช่องกำลังการผลิตจริงเพิ่มก่อนที่จะปฏิเสธเพราะมันสามารถใช้ประโยชน์จากกระแส multidata ก่อนมันทนทุกข์ทรมาน"ทุกคนคิดว่า ที่ฝนแย่เพียง นอกจากนี้เราอย่างแน่นอนคิดว่า มันจะมีผลเป็นอันตราย กล่าวว่า ช่างทอง Andrea นักวิจัย "แต่ในความเป็นจริงเราพบว่า คุณต้องการสร้างระบบ MIMO ตอบสนองที่สามารถยกระดับ และปรับอัตราฝนตกสำหรับการโปรยที่เหมาะสม ซึ่งสามารถทำได้อย่างง่ายดาย"ทีมต่อไปเสนอกลยุทธ์วิธีการทำเช่นนี้โดยใช้วิธีการส่งที่เรียกว่าสถิติน้ำบรรจุ ซึ่งโดยทั่วไปช่วยให้ระบบการ "ขี่คลื่นที่ดี" โดยส่งอัตราข้อมูลที่สูงขึ้นเมื่อช่องเวลาที่แตกต่างกันที่สามารถสนับสนุน และสำรองปิดข้อมูลราคาเมื่อมันไม่ไปผู้ให้บริการใด ๆ สามารถนำมาใช้รุ่นนี้ ซึ่งสามารถใช้เพื่อรวมสถานการณ์สิ่งแวดล้อม เช่นหิมะและการสร้างสิ่งกีดขวางอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ femtocells และรีใน IEEE Xplore

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

"นโยบายของเราสามารถคำนวณได้อย่างรวดเร็วและมีค่าใช้จ่ายต่ำของข้อมูลที่แลกเปลี่ยนระหว่างอุปกรณ์และสถานีฐาน" Kartik Ahuja, นักวิจัยนำกล่าวว่า "นี่ทำให้มันเป็นวิธีการแก้ปัญหาในทางปฏิบัติสำหรับประสิทธิภาพของเครือข่ายที่ดีขึ้นเป็น femtocells กลายเป็นที่นิยมอย่างรวดเร็ว." หลังจากการทดสอบนโยบายภายใต้สถานการณ์ต่างๆทีมพิสูจน์ให้เห็นถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพ 130% เมื่อเทียบกับนโยบายการรบกวนแบบไร้สายที่มีอยู่โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานหนาแน่นและมีขนาดใหญ่ ของ femtocells. MMW โซลูชั่น: การใช้ปริมาณน้ำฝนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ MIMO สำหรับช่อง MMW ซึ่งยังคง จำกัด เป็นหลักในการทำงานในห้องทดลองนักวิจัยได้หันไปเป็น "เสาอากาศสมาร์ท" เทคนิคที่เรียกว่าใหญ่หลายอินพุตหลายเอาท์พุท (MIMO) ที่จะรวม ทางเดินสั้น ๆ ของสัญญาณ MMW ในโครงสร้างพื้นฐานแบบไร้สายที่มีอยู่. ความท้าทายที่นี่คือลักษณะของระบบ MIMO MMW และการตอบสนองของพวกเขากับการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม (เช่นสภาพอากาศแปรปรวน) ที่ได้รับไม่เป็นที่รู้จัก ทีมงานระดับโลกของนักวิจัย แต่ได้พบว่าฝนจริงๆแล้วอาจจะช่วยให้มีการส่งสัญญาณที่ขัดต่อความกังวลก่อนหน้านี้. เพราะสัญญาณ MMW จะเกี่ยวกับขนาดเดียวกับเม็ดฝนทีมคาดว่าการแทรกแซงน้ำทางกายภาพและการกระเจิงสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์ การทดสอบนี้เป็นครั้งแรกที่ทีมงานคิดค้นรูปแบบที่ถูกต้องจะจับภาพผลกระทบที่ช่องของปริมาณน้ำฝนโดยคำนึงถึงกฎหมายทางกายภาพของ MMW MIMO พวกเขาประสบความสำเร็จนี้โดยการคำนวณทางสถิติ MMW ลักษณะคลื่นภายใต้กลางกระเจิงแบบสุ่ม จากนั้นใช้รูปแบบที่พวกเขาได้รับการประเมินประสิทธิภาพการทำงานของ MMW MIMO ภายใต้ฝนจำลอง. 7097094-มะเดื่อ-1-ขนาดใหญ่รูปแบบเรขาคณิต 2 มิติสำหรับช่อง MMW MIMO กับเครื่องแบบเชิงเส้นอาร์เรย์เสาอากาศที่เชื่อมโยงทั้งสองปลาย วงกลมในรูปแทนฝนหยด. ผลของพวกเขาเป็นที่น่าแปลกใจ. สามัญสำนึกแสดงให้เห็นว่ามีฝนตกมากขึ้นความแรงของสัญญาณจะได้รับแย่ลง แต่ในความเป็นจริงทีมงานพบว่าไม่เสมอกรณี มีเพียงปริมาณที่เหมาะสมของฝนเบาความจุของช่องเพิ่มขึ้นจริงก่อนที่จะลดลงเพราะมันสามารถที่จะใช้ประโยชน์จากลำธาร multidata ก่อนที่จะได้รับความทุกข์. "ทุกคนคิดว่าฝนไม่เป็นผลดีเพียง; แน่นอนเราคิดว่ามันจะมีผลกระทบต่อ "เอนเดรีโกลด์สมิ ธ นักวิจัยกล่าวว่า " แต่ในความเป็นจริงเราพบว่าคุณต้องการที่จะสร้างระบบ MIMO ตอบสนองที่สามารถยกระดับและปรับให้เข้ากับอัตราฝนโปรยที่ดีที่สุดซึ่งสามารถทำได้อย่างง่ายดาย." ทีมไปต่อไปเพื่อนำเสนอกลยุทธ์สำหรับวิธีการทำเช่นนี้โดยใช้ วิธีการส่งสัญญาณที่เรียกว่าสถิติน้ำไส้ซึ่งโดยทั่วไปช่วยให้ระบบการ "ขี่คลื่นดี" โดยการส่งข้อมูลอัตราสูงขึ้นเมื่อช่องเวลาที่แตกต่างกันจะให้การสนับสนุนและการสำรองปิดที่อัตราการส่งข้อมูลเมื่อไม่สามารถ. ให้บริการใด ๆ สามารถนำมาใช้ในรูปแบบนี้ซึ่งยังสามารถนำไปใช้กับสถานการณ์สิ่งแวดล้อมที่กว้างขึ้นเช่นหิมะและการสร้างสิ่งกีดขวาง. อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ femtocells และ MMW ใน IEEE Xplore