Обмен данными в эфире — без передатчиков и электричества

Инженеры Вашингтонского университета придумали способ обмена данными на коротких дистанциях с помощью устройств, которым не нужны батареи и которые сами не передают никаких сигналов.

Пара таких устройств способна обмениваться информацией на скорости до 10 Кбит/с и на расстоянии до метра, что может быть полезным, например, для организации связи между портативными приборами.

Секрет метода — в использовании сигналов широковещательного телевидения, которые присутствуют в радиоэфире практически повсюду. Сильнее всего они воспринимаются на открытых пространствах, но отражение сигналов от зданий, деревьев, летательных аппаратов и т. п. способно ухудшать качество приема. Именно этой особенностью исследователи воспользовались в качестве основы своей системы. Они разработали пару небольших устройств, способных обмениваться информацией путем отражения и поглощения телевизионных сигналов.

Аппараты настроены на работу по каналам 22 и 29 телевидения UHF-диапазона, причем сигналы телетрансляций используются сразу двумя способами, объяснил Джошуа Смит, доцент Вашингтонского университета, один из разработчиков системы.

Во-первых, из эфирных сигналов можно путем индукции получить электрическую мощность в несколько десятков или сотен микроватт, которой хватает на зарядку конденсатора, выполняющего роль батареи для всей схемы.

Во-вторых, сама передача передача данных осуществляется следующим образом: одно из устройств отражает или поглощает принятый сигнал, а второе регистрирует изменения в сигнале, отраженном от первого. Когда первое устройство работает на отражение, уровень сигнала, принятого вторым, выше, а когда на поглощение — ниже. Сильный и слабый принятый сигналы соответствуют двоичным нулям или единицам.

Данные можно передавать на скорости до 10 Кбит/с, когда устройства находятся на расстоянии 30 см друг от друга. При удлинении дистанции до метра скорость падает до 100 бит/с, но исследователи уверены, что и пропускную способность, и расстояние можно увеличить, если реализовать средства распознавания ошибок.

А поскольку устройства настроены на частые мгновенные изменения в сигналах, на качество связи не влияют более медленные перемены, которые могут произойти, например, если поблизости проехал автомобиль.

По мнению исследователей, их разработка могла бы быть полезной для связи между нательными электронными устройствами или между датчиками в сенсорных сетях, применяемых в инженерном оснащении зданий или в сельском хозяйстве. Теоретически новый метод также можно было бы использовать наравне с технологией связи ближнего действия NFC.

Исследование было обнародовано на прошедшей на днях в Гонконге конференции ACM SIGCOM. Доклад был отмечен наградой как лучший из представленных на конференции.