Odpady radiowe z przeskakiwaniem częstotliwości, mniej widma

Wraz z rosnącą falą danych ze smartfonów, która grozi zatopieniem fal radiowych, panel doradczy Białego Domu może zasugerować, że operatorzy sieci bezprzewodowych i laboratoria badawcze wzmogą wysiłki na rzecz wykorzystania komputerów do znacznie wydajniejszego wykorzystania widma.

Będzie to wymagało między innymi tak zwanych radia kognitywnego, które wykrywają niewykorzystane pasma radiowe i mogą inteligentnie przełączać duże obciążenia danych między różnymi częstotliwościami bez żadnych przerw.

Startup z New Jersey wypuścił najszybsze jak dotąd radio kognitywne. Działa w najszerszym możliwym zakresie widma i jest częścią zbioru ulepszonych technologii, które mają kluczowe znaczenie dla wprowadzenia technologii na rynek i uniknięcia przeciążenia sieci.

Przedmiotowy gadżet o nazwie CogRadio i wyprodukowany przez Systemy technologii radiowej z Ocean Grove w New Jersey, może zmieniać się w wystarczająco szybkim tempie, by być niezauważalnym dla, powiedzmy, widza wideo; a także w wystarczających ilościach, aby wszelkie przeprowadzone na nim badania lub napisane dla niego oprogramowanie miały zastosowanie w przyszłych rzeczywistych urządzeniach komercyjnych.

To najbardziej użyteczne i wszechstronne radio szerokopasmowe, do jakiego społeczność naukowa kiedykolwiek miała dostęp, mówi Dipankar Rachaudhuri, dyrektor Winlab , bezprzewodowe laboratorium badawcze na Uniwersytecie Rutgers, gdzie technologia została opracowana wspólnie. Mówi, że istniejące modele nie mogą się wystarczająco szybko przełączać i mają ograniczony zakres widma i pojemność przenoszenia danych. Dziś jest to najlepsze dostępne eksperymentalne radio kognitywne, co ma kluczowe znaczenie, ponieważ cała społeczność przygotowuje się do testowania i wdrażania takiej technologii.

Urządzenie jest pierwszym, które może działać od 100 megaherców do 7,5 gigaherca, czyli od pasm AM i FM przez telewizję, Wi-Fi i częstotliwości komórkowe. Może również wykrywać dostępne widmo i przełączać się między częstotliwościami w ciągu 50 mikrosekund, a w niektórych przypadkach nawet jednej mikrosekundy. To rekordowa prędkość, według Petera Woliansky'ego, absolwenta Bell Labs, który wyprodukował gadżet i założył stojący za nim startup.

Wreszcie może obsłużyć 400 megabitów na sekundę danych — około osiem razy więcej niż może zrobić typowy domowy system Wi-Fi. Przy takiej szybkości — i ponieważ może wysyłać na wielu częstotliwościach jednocześnie — można sobie wyobrazić wysyłanie 20 filmów HD w tym samym czasie.

Docelowo inteligentne komercyjne technologie bezprzewodowe wykorzystujące takie funkcje mogą umożliwić świadczenie większej liczby usług. A ponieważ nowe i przełomowe technologie bezprzewodowe wkraczają na dziedzinę zdominowaną przez kilku głównych operatorów, może to stworzyć konkurencję, która obniży koszty dla przeciętnych konsumentów.

Gadżet kosztuje blisko 6000 USD, ale jest to tańsze niż istniejące modele. Ponieważ ceny wciąż spadają, takie gadżety stają się dostępne dla szerszej grupy twórców kodu, a nie tylko dobrze sytuowanych laboratoriów. Dla osób studiujących technologię bezprzewodową zbudowanie radia i uruchomienie go jest śmiesznie trudne, mówi Woliansky.

Jednym z zadań CogRadio będzie służyć jako pole testowe dla wysiłków badawczych Narodowej Fundacji Nauki w celu zbudowania Internetu zorientowanego na urządzenia mobilne, w którym łączność radiowa i smartfony są postrzegane jako główne narzędzie dostarczania dostępu do Internetu, projekt z siedzibą w Raychaudhuri laboratorium.

CogRadio zostanie również wykorzystany w jednym z pierwszych zewnętrznych testów radiotelefonów kognitywnych, trwającym na Uniwersytecie Kolorado w Boulder, gdzie jego oprogramowanie zostało opracowane . (Badania dotyczące radia kognitywnego prowadzono głównie w laboratoriach z osłoną ze względu na potencjalne niebezpieczne zakłócenia, ale Federalna Komisja Łączności Stanów Zjednoczonych zaczęła wydawać pozwolenia na prowadzenie badań zewnętrznych w celu promowania badań).

Naukowcy z Virginia Tech wykorzystają te gadżety do opracowania szybkich radiotelefonów policyjnych i przeciwpożarowych nowej generacji, które obejmują wideo i dostęp do Internetu.

Technologia radia kognitywnego może umożliwić szereg nowych usług. Na przykład może przekierować połączenia komórkowe na sygnały Wi-Fi — coś, co jest obecnie wykonywane w małych bezprzewodowych stacjach bazowych zwanych mikrokomórkami — ale także uniknąć konieczności używania światłowodu do wysyłania sygnału przez Internet, a zamiast tego korzystać z dostępnego widma telewizyjnego w zakresie 400 MHz.

W przypadku wszystkich takich projektów dużym wyzwaniem jest szybkie przełączanie i duża przepustowość — wszystko to, co kręci się w sprzęcie radiowym. Chcesz skakać w widmie radiowym tak szybko, jak to możliwe i jak najdalej, a kiedy gdzieś wylądujesz, chcesz złapać jak najwięcej widma i wpompować je do i z radia, a to są w rzeczywistości bardzo trudne do zrobienia, mówi Chip Elliot, dyrektor projektu dla projektu radia kognitywnego NSF w BBN w Cambridge w stanie Massachusetts. To radio jest idealne do takich rzeczy.

Pewnego dnia przyszłe smartfony i inne gadżety będą zawierać fragmenty takich technologii. Chociaż jest to ważny kamień milowy w realizacji wysokowydajnych i użytecznych radiotelefonów kognitywnych, przemysł musi wykonać znacznie więcej pracy w zakresie projektowania układów, interfejsów i wielu innych rzeczy, mówi Raychaudhuri. Inne firmy i grupy badawcze pracują nad lepszymi i tańszymi radiami kognitywnymi.

Pole nagrzewa się wraz ze wzrostem zapotrzebowania na sieci komórkowe. Bell Labs szacuje, że do 2016 r. ruch danych mobilnych wzrośnie 25-krotnie, a Cisco twierdzi, że do tego roku wzrośnie 18-krotnie. Ponieważ FCC wyjaśnia, że ​​istniejące widmo wyczerpie się w przyszłym roku, potrzebne będą nowe technologie.

Współautorem nadchodzącego raportu Białego Domu jest prezes Google Eric Schmidt i inni, w tym Craig Mundie, dyrektor ds. badań i strategii w Microsoft. Prezes FCC, Julius Genachowski, również nakłania przemysł do rozwijania inteligentnych technologii współdzielenia widma.

ukryć