Ewolucja łączności bezprzewodowej

W dzisiejszej kulturze rządzi sieć bezprzewodowa. Laptopy z obsługą Wi-Fi łatwo łączą się z hotspotami internetowymi, powszechnymi w większości miast, a telefony komórkowe są praktycznie wszechobecne. Ale chociaż większość technologii w tych urządzeniach jest zaawansowana, chipy radiowe, które przesyłają i odbierają te sygnały bezprzewodowe, są w większości nadal oparte na starszym, wysoce nieelastycznym modelu: są okablowane przewodowo i mają dostęp tylko do jednego rodzaju częstotliwości bezprzewodowej, takiej jak WiFi lub komórkowa lub GPS.

Tod Sizer, dyrektor badań szerokopasmowych bezprzewodowych w Bell Labs.

W ostatnich latach naukowcy pracowali nad bezprzewodowym chipem, który może to wszystko: dostroić się do stacji telewizyjnych i radiowych, GPS, sygnałów komórkowych, Wi-Fi i WiMax, a nawet otworzyć drzwi samochodu. Sztuczka polega na użyciu oprogramowania do modyfikacji sprzętu radiowego, koncepcji znanej jako radio definiowane programowo (SDR).

Niektóre z pionierskich badań nad SDR mają miejsce w Bell Laboratories Lucenta, placówce, w której wynaleziono szereg wykorzystywanych obecnie technologii bezprzewodowych. Naukowcy z Bell Labs opracowują obecnie SDR dla stacji bazowych, koncentratorów bezprzewodowych, które komunikują się z urządzeniami.

Obecnie wdrażanie i instalacja stacji bazowych, które przekierowują sygnały bezprzewodowe, na przykład z firm Cingular, Verizon lub Sprint, do klientów jest kosztowne. A kiedy technologia bezprzewodowa stacji wymaga aktualizacji, firmy muszą ponownie wdrożyć i ponownie zainstalować technologię radiową. Jednak korzystając z radia definiowanego programowo, sprzęt można łatwo i niedrogo przyspieszyć, po prostu dostosowując oprogramowanie. Innymi słowy, te bardziej elastyczne stacje bazowe można by szybko zmodernizować – prawdopodobnie prowadząc do mniejszej liczby przerwanych połączeń, bardziej niezawodnych sygnałów i zwiększonych zasięgów.

Tod Sizer, dyrektor badań nad szerokopasmową łącznością bezprzewodową w Bell Labs i prelegent na dzisiejszej konferencji Technology Review’s Emerging Technology Conference, omówił z naszymi redaktorami radio definiowane programowo.

Przegląd technologii: Termin radio definiowane programowo jest trochę niezgrabne i niezbyt opisowe dla osób, które go nie znają. Jaka jest twoja definicja technologii na koktajlu?

Rozmiar Tod: Jest to możliwość wzięcia radia [w komórkową stację bazową], która wykonuje aplikację, którą zdefiniujesz dzisiaj, a jutro możesz ją przekonfigurować, aby robiła coś innego. To jeden z modeli radia definiowanego programowo. Jest inny model i jest to to, że masz pojedyncze radio [w urządzeniu przenośnym], które ma na przykład zarówno Bluetooth, jak i [Wi-Fi] 802.11. Wiemy, jakie są te standardy dzisiaj, ale chcesz mieć jedno radio, które może obie te funkcje. Chodzi o natychmiastową rekonfigurację, w której radio może być jednym lub drugim. Wiele radiostacji definiowanych programowo zostało również mocno popartych przez wojsko, które potrzebuje radia, które może komunikować się z różnymi typami radiotelefonów, takimi jak te używane przez marines, straż przybrzeżną lub strażaków. To bardzo ważny problem, który wojsko przeforsowało, ponieważ było zwolennikiem radia definiowanego programowo.

TR: Dlaczego radio definiowane programowo jest dla Ciebie ekscytujące?

TS: Myślę, że jest to ekscytujące z wielu powodów. Jednym z nich jest to, że umożliwia czystym naukowcom narzędzie do bardzo szybkiego wypróbowywania bardzo różnych rzeczy. Powiedzmy, że opracowaliśmy nieco inną technikę kodowania. Kiedyś musieliśmy czekać na zakodowanie [sprzętowo], a potem musielibyśmy czekać półtora roku, aby sprawdzić, czy nasza implementacja była poprawna. Dziś, jeśli mamy pomysł, wrzucamy go do naszych samochodów dostawczych i od razu testujemy. Pozwala nam bardzo szybko testować pomysły. Ważna jest możliwość bardzo szybkiego wyjścia na boisko.

Z komercyjnego punktu widzenia jest to dobre dla moich klientów, w tym Verizon, Sprint i Cingular. Chcielibyśmy pomóc im ulepszyć systemy, które już z biegiem czasu wdrożyli.

TR: Gdzie jest teraz technologia?

TS: Myślę, że wciąż jest na wczesnym etapie… Niektóre z programowalnych platform nie są dokładnie tam, gdzie powinny być pod względem wydajności kosztowej. Myślę, że możliwości są dzisiaj i gdyby istniały urządzenia konkurencyjne cenowo, byłoby to dość powszechne. Wciąż szukamy urządzenia, które jest opłacalne i ma wydajność. Niektóre z tych urządzeń używane w programowej części radia są dość drogie. Jest problem.

TR: Wygląda na to, że radio definiowane programowo można podzielić na dwie kategorie: stacja bazowa i urządzenia przenośne. Jakie są wyzwania gospodarcze obu?

TS: Instalacja sprzętu jest dość kosztowna i chcesz, aby trwała przez długi czas. Dlatego możliwość przeprogramowania i rekonfiguracji jest ważna dla moich klientów. Elastyczność jest ważna i bardzo dobrze nadaje się do radia definiowanego programowo. Możesz uzasadnić początkowy wydatek, ponieważ będziesz zapewniać rozszerzone użytkowanie przez dłuższy czas, podczas gdy w przypadku słuchawek jest to zupełnie inne, ponieważ ich koszt jest tani. Dodawanie do niego kosztów, aby trzy lata później można było dodać do niego coś, o czym nie wiedziałeś, nie jest opłacalne. Myślę, że są miejsca i aplikacje, takie jak stacje bazowe, gdzie ceny są wyższe, gdzie wcześnie zobaczymy radio definiowane programowo. A w telefonach, gdzie koszt jest najważniejszy, prawdopodobnie zobaczymy to znacznie później.

TR: W jaki sposób technologia radiowa definiowana programowo trafia do zastosowań komercyjnych?

TS: Z pewnością widzimy dzisiaj możliwość przeprogramowania w stacjach bazowych. Vanu to firma, która ma obecnie programowalną stację bazową. Istnieją produkty z różnymi poziomami radia definiowanego programowo.

TR: Kiedy radio definiowane programowo stanie się bardziej rozpowszechnione, jak postrzegasz, jak zmienia krajobraz komunikacji bezprzewodowej?

TS: Istnieje wiele zastosowań, w których radio definiowane programowo mogłoby odgrywać większą rolę; jeden obszar to radio kognitywne. [Radio kognitywne to odgałęzienie radia definiowanego programowo, które pozwala urządzeniom skanować w poszukiwaniu sygnałów bezprzewodowych, od telewizji nadawczej po Wi-Fi, oraz znajdować i wykorzystywać nieużywane części widma, aby umożliwić bardziej efektywne wykorzystanie widma radiowego (patrz Cognitive Radio, marzec/ kwiecień 2006) – DZIECI .] Mówi się o wykorzystaniu niewykorzystanego widma telewizyjnego przez radia, które wiedzą o środowisku, w którym się znajdują. To poznanie jest czymś, czemu przyglądamy się dość uważnie. Taki model to jedyny sposób na efektywne wykorzystanie tego widma – a jedynym sposobem, aby być wystarczająco elastycznym, aby to zrobić, jest radio definiowane programowo.

ukryć