Vi har hört det i flera år:5G kommer.

Och ändå, medan höghastighets 5G-internet verkligen sakta har rullat ut i en mängd länder över hela världen, många barriärer kvarstår som har förhindrat utbredd adoption.

En fråga är att vi inte kan få snabbare internethastigheter utan effektivare sätt att leverera trådlösa signaler. Den allmänna trenden har varit att helt enkelt lägga till antenner till antingen sändaren (dvs. Wi-Fi-åtkomstpunkter och mobilmaster) eller mottagaren (som en telefon eller bärbar dator). Men det har blivit svårt att göra eftersom företag i allt större utsträckning producerar mindre och mindre enheter, inklusive en ny våg av "internet of things"-system.

Forskare från MIT:s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) tittade nyligen på problemet och undrade om folk har haft saker helt bakvänt hela tiden. Istället för att fokusera på sändarna och mottagarna, tänk om vi kunde förstärka signalen genom att lägga till antenner på en extern yta i själva miljön?

Det är tanken bakom CSAIL-teamets nya system RFocus, en mjukvarustyrd "smart yta" som använder mer än 3, 000 antenner för att maximera styrkan på signalen vid mottagaren. Tester visade att RFocus kunde förbättra den genomsnittliga signalstyrkan med en faktor på nästan 10. Praktiskt sett, Plattformen är också mycket kostnadseffektiv, med varje antenn som bara kostar några ören. Antennerna är billiga eftersom de inte behandlar signalen alls; de kontrollerar bara hur det reflekteras. Huvudförfattaren Venkat Arun säger att projektet representerar vad som är, till lagets kännedom, det största antalet antenner som någonsin använts för en enda kommunikationslänk.

Medan systemet kan fungera som en annan form av WiFi-räckviddsförlängare, forskarna säger att dess mest värdefulla användning kan vara i framtidens nätverksanslutna hem och fabriker.

Till exempel, föreställ dig ett lager med hundratals sensorer för övervakning av maskiner och inventering. Professor Hari Balakrishnan vid MIT säger att system för den typen av skala normalt skulle vara oöverkomligt dyra och/eller energikrävande, men skulle kunna vara möjligt med ett sammankopplat system med låg effekt som använder ett tillvägagångssätt som RFocus.

"Kärnmålet här var att utforska om vi kan använda element i miljön och ordna dem för att styra signalen på ett sätt som vi faktiskt kan kontrollera, " säger Balakrishnan, senior författare på en ny artikel om RFocus som kommer att presenteras nästa månad på USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI) i Santa Clara, Kalifornien. "Om du vill ha trådlösa enheter som sänder med lägsta möjliga effekt, men ge dig en bra signal, det här verkar vara ett extremt lovande sätt att göra det på."

RFocus är en tvådimensionell yta som består av tusentals antenner som var och en kan antingen släppa igenom signalen eller reflektera den. Tillståndet för elementen ställs in av en mjukvarukontroller som teamet utvecklat med målet att maximera signalstyrkan vid en mottagare.

"Den största utmaningen var att bestämma hur man konfigurerar antennerna för att maximera signalstyrkan utan att använda några ytterligare sensorer, eftersom signalerna vi mäter är mycket svaga, säger doktoranden Venkat Arun, huvudförfattare till den nya tidningen tillsammans med Balakrishnan. "Vi slutade med en teknik som är förvånansvärt robust."

Forskarna är inte de första som undersöker möjligheten att förbättra internethastigheterna med hjälp av den externa miljön. Ett team vid Princeton University ledd av professor Kyle Jamieson föreslog ett liknande schema för den specifika situationen för människor som använder datorer på vardera sidan av en vägg. Balakrishnan säger att målet med RFocus var att utveckla ett ännu billigare tillvägagångssätt som skulle kunna användas i ett bredare spektrum av scenarier.

"Smarta ytor ger oss bokstavligen tusentals antenner att leka med, " säger Jamieson, som inte var involverad i RFocus-projektet. "Det bästa sättet att styra alla dessa antenner, och navigera i det enorma sökutrymmet som blir resultatet när du föreställer dig alla möjliga antennkonfigurationer, är bara två riktigt utmanande öppna problem."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.