Когнитивное радио — первые опыты

Приветствую всех.
Вашему вниманию предлагается перевод статьи о когнитивном радио.
Оригинал здесь ^[1].

В связи со стремительным ростом смартфонов передача данных в беспроводных сетях может столкнуться с катастрофической нехваткой частот, поэтому консультативная группа при Белом Доме предлагает мобильным операторам и исследовательским лабораториям наращивать усилия по поиску решений для более эффективного использования спектра.

Одно из решений — использование так называемого когнитивного радио, которое может детектировать неиспользуемые в данный момент полосы частот и переключаться между такими свободными каналами без обрыва передачи данных.

Стартап из Нью Джерси недавно создал самый высокоскоростной на сегодняшний день прототип, использующий принцип когнитивного радио. Прототип работает на максимально возможном диапазоне частот и является одним из первых среди моделей этой технологии, которая в будущем выйдет на массовый рынок и позволит использовать спектр более эффективно.

Речь идет об устройстве, которое называется CogRadio, которое создано компанией Радио Technology Systems в Ocean Grove, Нью-Джерси. Устройство может быстро переходить с одного беспроводного канала на другой и в тоже время транслировать видеопоток без обрывов, а также используется для отработки и тестирования программного обеспечения, которое будет использовано в коммерческих продуктах.

«Это наиболее удобное и универсальное широкополосное устройство, которое ранее не было доступно исследователям», говорит Дипанкара Raychaudhuri, директор Winlab, в Rutgers University, в которой было разработано программное обеспечение CogRadio. Существующие модели, говорит он, не могут переключиться достаточно быстро, и имеют ограниченный диапазон спектра и ширины полосы. «Сегодня это является лучшим из имеющихся экспериментальных прототипов когнитивного радио, и это очень важно, потому что все заинтересованы в тестировании и развертывании такой технологии.»

Это первое устройство, способное работать в диапазоне от 100 Мгц до 7.5 ГГц, включая частоты для телевидения, Wi-Fi и частоты для GSM. Устройство способно детектировать незанятые частоты и переключаться между ними за 50 микросекунд, а в отдельных случаях и за 1 микросекунду. Это рекорд по скорости переключения, сказал Петер Woliansky, выпускник Bell Labs, который разработал устройство, а затем основал стартап.

Устройство способно передавать данные со скоростью 400 Мбит в секунду, что гораздо быстрее существующих Wi-Fi девайсов.

Коммерческие беспроводные системы, созданные с помощью такой технологии, могли бы предлагать новые сервисы. Ну и конечно же, эта технология, если выйдет на массовый рынок, в котором сейчас доминируют крупные компании, создаст конкуренцию, которая в свою очередь приведет к уменьшению цен беспроводного доступа для конечного потребителя.

Сейчас устройство стоит 6000$, но это дешевле чем другие подобные девайсы.
Цены будут падать и такие устройства могут позволить себе не только богатые лаборатории, но и широкий спектр небольших компаний, занимающихся разработкой программного обеспечения для когнитивного радио. „Для людей, изучающих беспроводные технологии, создать такой девайс и заставить его работать очень трудно“, говорит Woliansky.

CogRadio будет служить испытательным полигоном для научно-исследовательских работ Национального научного фонда для создания мобильно- ориентированного интернет доступа, в котором беспроводная связь и смартфоны рассматриваются как основные средства для доступа в Интернет ( проект со штаб-квартирой в Raychaudhuri Лабс)

CogRadio также будет использоваться в одном из первых outdoor тестов когнитивного радио, которое будет в Университете Колорадо, Боулдер, где его программное обеспечение было разработано. (Исследования в области когнитивного радио в основном были проведены в экранированной лаборатории из-за возможных опасных помех, но Федеральная комиссия связи США начала предоставление разрешений на outdoor испытания).

А исследователи из Virginia Tech будет использовать такие устройства для разработки следующего поколения высокоскоростных широкополосных каналов для полиции и пожарных, и других служб ЧС, которые включают передачу видео и доступ в Интернет.

Когнитивное радио может создать целый ряд новых услуг. Например, оно может маршрутизировать сотовые звонки на Wi-Fi, что делается сегодня в небольших беспроводных базовых станций microcell, и также может избежать использования оптоволокна для доступа в Интернет, а вместо этого использовать имеющийся спектр телевидения в 400 МГц диапазоне.

Во всех таких проектах, большой проблемой является быстрое переключение частоты и высокая пропускная способность. „Вам нужно быстро переключаться с частоты на частоту, возможно в очень широком диапазоне и как только вы нашли свободный канал вам нужно задействовать как можно больше ширины полосы для передачи данных и это на самом деле очень сложно сделать “, говорит Чип Эллиот, директор проекта по когнитивной проект радио ННФ в BBN в Кембридже, штат Массачусетс. „Это радио идеально подходит для таких вещей.“

Когда-нибудь будущие смартфоны и другие устройства будут включать часть таких технологий. „Хотя это является важной вехой для реализации высокой производительности и использовании когнитивного радио, еще многое предстоит сделать — чип дизайн, интерфейс и многое другое“, говорит Raychaudhuri. Другие компании и исследовательские группы также работают над улучшением и удешелением когнитивного радио.

Страсти накаляются, так как требования к мобильным сетям растут. Bell Labs считает, что мобильный трафик вырастет в 25 раз к 2016 году, Cisco, говорит он вырастет в 18 раз. FCC ​​дает понять, что существующий спектр закончится в следующем году, и новые технологии будут жизненно необходимы.

Предстоящий в Белом Доме доклад по беспроводным технологиям готовится в соавторстве с главой Google Эриком Шмидтом и другими специалистами, в том числе с Крейг Манди, главным научным сотрудником и стратегом в Microsoft. Председатель FCC Джулиус Генэчовски также подталкивает отрасль к развитию новых технологий.

Автор: Mobile1