211service.com
Evoluce bezdrátového připojení
V dnešní kultuře vládne bezdrátové připojení. Notebooky s WiFi se snadno připojují k internetovým hotspotům, rozšířeným ve většině měst, a mobilní telefony jsou prakticky všudypřítomné. Ale zatímco většina technologií v těchto zařízeních je pokročilá, rádiové čipy, které vysílají a přijímají tyto bezdrátové signály, jsou z velké části stále založeny na starším, vysoce neflexibilním modelu: jsou pevně propojeny s přístupem pouze k jedinému druhu. bezdrátové frekvence, jako je WiFi nebo mobilní nebo GPS.
Tod Sizer, ředitel výzkumu širokopásmových bezdrátových sítí v Bell Labs.
V posledních letech výzkumníci pracují na bezdrátovém čipu, který dokáže všechno: naladit televizní a rozhlasové stanice, GPS, mobilní signály, WiFi a WiMax – nebo dokonce odemknout dveře auta. Trik spočívá v použití softwaru k úpravě rádiového hardwaru, což je koncept známý jako softwarově definované rádio (SDR).
Některé z průkopnických výzkumů SDR se odehrávají v Lucent's Bell Laboratories, zařízení, které vynalezlo řadu dnes používaných bezdrátových technologií. Výzkumníci Bell Labs nyní vyvíjejí SDR pro základnové stanice, bezdrátové rozbočovače, které komunikují se zařízeními.
V současné době je nákladné nasadit a nainstalovat základnové stanice, které směrují bezdrátové signály například z Cingular, Verizon nebo Sprint ke svým zákazníkům. A když je třeba aktualizovat bezdrátovou technologii stanice, společnosti musí přeinstalovat a znovu nainstalovat rádiovou technologii. Použitím softwarově definovaného rádia však lze hardware snadno a levně zrychlit pouhým vyladěním softwaru. Jinými slovy, tyto flexibilnější základnové stanice by mohly být rychle upgradovány – což by mohlo vést k menšímu počtu přerušených hovorů, spolehlivějším signálům a prodlouženým dosahům.
Tod Sizer, ředitel výzkumu širokopásmových bezdrátových sítí v Bell Labs a řečník na dnešní konferenci Technology Review’s Emerging Technology Conference, diskutoval s našimi redaktory o softwarově definovaném rádiu.
Recenze technologie: Termín softwarově definované rádio je poněkud neohrabaný a není příliš popisný pro lidi, kteří s ním nejsou obeznámeni. Jaká je vaše koktejlová párty definice technologie?
Tod Sizer: Je to schopnost vzít rádio [v mobilní základnové stanici], které dělá aplikaci, kterou si dnes definujete, a zítra ji můžete překonfigurovat, aby dělalo něco jiného. To je jeden model softwarově definovaného rádia. Existuje další model, a to tím, že máte jedno rádio [v ručním zařízení], které má například jak Bluetooth, tak [Wi-Fi] 802.11. Víme, jaké jsou dnes tyto standardy, ale vy chcete mít jedno rádio, které umí obojí. Jde o okamžitou rekonfiguraci, kdy rádio může být buď jedno, nebo druhé. Mnoho softwarově definovaných rádií bylo také silně prosazováno armádou, která chce rádio, které dokáže komunikovat s různými typy rádií, jako jsou například námořní pěchota, pobřežní hlídka nebo hasiči. Je to velmi důležitý problém, který armáda prosazovala, protože byla zastáncem softwarově definovaného rádia.
TR: Proč je pro vás softwarově definované rádio vzrušující?
TS: Myslím, že je to vzrušující z několika důvodů. Jedním z nich je, že čistým výzkumníkům umožňuje velmi rychle zkoušet velmi odlišné věci. Řekněme, že jsme vyvinuli trochu jinou techniku kódování. V minulosti jsme museli čekat, až bude zakódován [v hardwaru], a pak jsme museli čekat rok a půl, abychom zjistili, zda byla naše implementace správná. Dnes, pokud máme nápad, nahrajeme ho do našich dodávek a ihned otestujeme. Umožňuje nám velmi rychle testovat nápady. Umět velmi rychle jít do terénu je důležité.
A z komerčního hlediska je to dobré pro mé zákazníky, včetně Verizon, Sprint a Cingular. Rádi bychom jim pomohli vylepšit systémy, které již nasadili v průběhu času.
TR: Kde je technologie právě teď?
TS: Myslím, že je to stále v rané fázi... Některé z programovatelných platforem nejsou úplně tam, kde by měly být, pokud jde o náklady a výkon. Myslím, že příležitosti tu dnes jsou, a pokud by existovala zařízení cenově konkurenceschopná, bylo by to docela převládající. Stále hledáme zařízení, které je nákladově efektivní a má vysoký výkon. Některá z těchto zařízení používaných pro softwarově definovanou část rádia jsou poměrně drahá. Tam je šmrnc.
TR: Zdá se, že softwarově definované rádio může spadat do dvou kategorií: základní stanice a ruční zařízení. Jaké jsou ekonomické výzvy obou?
TS: Instalace hardwaru je přiměřeně drahá a chcete, aby vám vydržela dlouho. Takže mít to přeprogramovatelné a rekonfigurovatelné je pro mé zákazníky důležité. Mít flexibilitu je důležité a je velmi vhodné pro softwarově definovaná rádia. Počáteční náklady můžete ospravedlnit, protože budete poskytovat rozšířené používání po delší dobu, zatímco u mobilních telefonů je to velmi odlišné, protože jejich cena je levná. Přidávat k tomu náklady, abyste za tři roky později mohli přidat něco, o čem jste nevěděli, není nákladově efektivní. Myslím, že jsou místa a aplikace, jako jsou základnové stanice, kde jsou ceny vyšší a kde brzy uvidíme softwarově definované rádio. A u mobilních telefonů, kde je cena králem, to pravděpodobně uvidíme mnohem později.
TR: Jak se softwarově definovaná rádiová technologie dostává do komerčních aplikací?
TS: Určitě dnes vidíme přeprogramovatelnost základnových stanic. Vanu je společnost, která má základnovou stanici, která je dnes programovatelná. Existují produkty s různými úrovněmi softwarově definovaného rádia.
TR: Jakmile se softwarově definované rádio stane běžnějším, jak to podle vás změní prostředí bezdrátové komunikace?
TS: Existují různé aplikace, kde by softwarově definované rádio mohlo hrát větší roli; jednou oblastí je kognitivní rádio. [Kognitivní rádio je odnož softwarově definovaného rádia, které umožňuje zařízením vyhledávat bezdrátové signály, od televizního vysílání po WiFi, a vyhledávat a využívat nevyužité části spektra, aby bylo možné efektivněji využívat rádiové spektrum (viz Cognitive Radio, březen/ duben 2006) – DĚTI .] Mluví se o využití nevyužitého televizního spektra rádii, která vědí o prostředí, ve kterém se nacházejí. Toto poznání je něco, na co se díváme docela zblízka. Takový model je jediný způsob, jak toto spektrum efektivně využít – a jediný způsob, jak být dostatečně flexibilní, aby to bylo možné, je softwarově definované rádio.