MIT entwickelt Millimeterwellenreflektor für drahtlose Helme

MoVR-Prototyp Das

Vorhandensein von Drähten und damit die Steifheit der Bewegungen bei der Verwendung von Virtual-Reality-Helmen ist zu einem Stolperstein bei der Entwicklung der Technologie geworden. Während Startups und Hersteller versuchen, nicht die schnellste (im Anhang zu BP-Helmen) und zuverlässige, sondern massive Technologie wie Wi-Fi anzupassen, schlugen Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology vor, Millimeterwellen zur Übertragung von Daten an BP-Helme zu verwenden, wie in den entsprechenden Veröffentlichungen beschrieben Arbeit , sowie in der Pressemitteilung auf der Website des Instituts. Bereits im Januar 2016 stellten Forscher einen Prototyp dieses Geräts vor, den sie „MoVR“ nannten.

Ende des letzten Jahrtausends versprachen einige Hersteller, die Millimeterwellentechnologie im Bereich der zellularen Kommunikation zu verbreiten (der Millimeterbereich entspricht einer Wellenlänge von 1 bis 10 mm oder 30 bis 300 GHz). Das Mobilfunkformat GSM arbeitet beispielsweise im Megahertz-Frequenzbereich von 850 bis 1900 MHz.

Diese Technologie hat jedoch ein deutliches Minus. Aufgrund der kurzen Wellenlänge unterliegt das Signal während der Ausbreitung in der Atmosphäre aufgrund der Resonanzabsorption der Schwingung durch Gase in einiger Entfernung einer starken Dämpfung (es handelt sich um das Band 57-64 GHz, in dem die Welle mit Sauerstoffmolekülen in Resonanz tritt). Aus diesem und einer Reihe anderer Gründe wird der Millimeterbereich für die Kommunikation häufiger im "Punkt-zu-Punkt" -Format innerhalb der Sichtlinie verwendet und über eng gerichtete Antennen mit hoher Signalverstärkung gesendet.

Gleichzeitig ermöglicht der Millimeterbereich die Herstellung von Antennen mit einer viel kleineren Größe. Bei diesen Wellenlängen wird jetzt Kurzstreckenfunk (bis zu mehreren Kilometern) betrieben, dessen Qualität unter anderem stark von den Wetterbedingungen und dem Gelände abhängt. Im Bereich von 37 bis 64 GHz befinden sich Wettervorhersagen, da Daten zur Signaldämpfungsrate das Abrufen von Daten zum Zustand der Atmosphäre ermöglichen. Darüber hinaus wird die Millimeterreichweite vom Militär sowohl in Radar- und Detektionsgeräten als auch in einigen Waffentypen aktiv genutzt.

Wie Sie verstehen können, ist der Millimeterbereich nicht für Massensysteme der Fernkommunikation geeignet, zeigt sich jedoch auf kurzen Entfernungen unter kontrollierten klimatischen Bedingungen (z. B. in einem Raum, in dem es nicht regnen kann) perfekt. Moderne gewöhnliche Wi-Fi-Router, die sich jetzt in den Wohnungen gewöhnlicher Benutzer befinden und gemäß den Standards 802.11b und 802.11g im 2,4-GHz-Band arbeiten, bieten einen echten Kanal mit einer Breite von bis zu 20 Mbit / s oder 2,5 Mbit / s (nicht zu verwechseln) behauptete 100 Mbit / s oder mehr professionelle und teure Ausrüstungsmodelle). Die häufigste Ursache für dieses Verhalten ist die niedrige Signalroutinggeschwindigkeit zwischen den LAN- und WAN-Schnittstellen.

Für eine stabile Übertragung von zwei FullHD-Videostreams in Echtzeit reicht diese Bandbreite nicht aus. Full HD VR-Headsets führender Hersteller benötigen einen Kanal mit 6 Gbit / s (6000 Mbit / s) oder 750 MB / s . Derzeit kann nur eine kabelgebundene HDMI 2.0-Spezifikation einen solchen Kanal bereitstellen.

In ihrer Arbeit verwenden Forscher ein Analogon des IEEE 802.11ad-Standardsmit deren Einführung aufgrund ihrer Natur ernsthafte Probleme auftreten. Bisher wurde für Millimeterwellen kein Hausgebrauch gefunden, da Mauern und Barrieren nicht überwunden werden konnten, obwohl die Geschwindigkeit der drahtlosen Informationsübertragung bei etwa 7 bis 10 Gbit / s sichergestellt war. Außerdem weigerten sie sich zunächst, Millimeterwellen zu verwenden, da sich der Spieler im VR-Helm in ständiger Bewegung befindet, was den ständigen Empfang eines stabilen Signals in der Sichtlinie verhindert.

Tatsächlich schlagen die MIT-Ingenieure vor, zu der zuvor abgelehnten Technologie zurückzukehren und Daten Punkt-zu-Punkt zu übertragen, wenn sich der Spieler (Empfänger) unabhängig von seiner Ausrichtung relativ zum Gerät selbst in der direkten Sichtlinie des Millimeter-Routersignals befindet.


MoVR-Reflektor-Prototyp-Schema

Der MoVR-Reflektor verwendet zwei gespiegelte Millimeterantennen , mit denen Sie das Signal vom Router in einem schmalen Strahl sammeln und zur Empfängerantenne am Helm umleiten können. Um die Leistung der Struktur während des Spiels sicherzustellen, sind die Spiegel mit einem automatischen Signalorientierungssystem ausgestattet. Daher schlagen die Ingenieure vor, ein angepasstes und bisher bekanntes Punkt-zu-Punkt-Millimeterwellen-Kommunikationssystem zu verwenden, das ausschließlich in direkter Sicht arbeitet, aber einen stabilen und breiten Kanal bietet.


Daher zeigen Ingenieure schematisch das Prinzip des MoVR-Betriebs (in der oberen linken Ecke des Raums).


Es wird argumentiert, dass ein solcher Ansatz den stabilen Betrieb mehrerer Geräte in einem Raum gleichzeitig ohne Signalüberlappung und Interferenz gewährleisten kann.

Source: https://habr.com/ru/post/de399117/