Перевод статьи о когнитивном радио.
В связи со стремительным ростом смартфонов передача данных в беспроводных сетях может столкнуться с катастрофической нехваткой частот, поэтому консультативная группа при Белом Доме (США, прим. ред.) 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.
В Нью Джерси создали 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 Radio Technology Systems из 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 Dipankar Raychaudhuri, директор лаборатории университета Рутгерса, в которой было разработано программное обеспечение CogRadio. Существующие модели, говорит он, не могут переключиться достаточно быстро, и имеют ограниченный диапазон спектра и полосу пропускания. «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 Peter Woliansky, выпускник Bell Labs, который разработал устройство, и осуществил его запуск.
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 уже дала разрешение на полевые 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.
