Internet plus rapide sur la route

Des chercheurs de l'Université Rutgers Winlab et Laboratoires NEC ont développé un système qui améliore l'accès à Internet sur la route. Le système, appelé R2D2, utilise des antennes spéciales et un nouveau logiciel pour permettre aux utilisateurs de télécharger de gros morceaux d'informations, comme une vidéo ou une image, via Wi-Fi beaucoup plus rapidement que les autres systèmes conçus pour être utilisés dans les véhicules.

Téléporte-moi : Le dispositif de relais R2D2 peut maintenir une connexion Internet rapide et fiable à un dispositif sans fil, tel qu'un téléphone cellulaire ou un ordinateur portable, dans un véhicule en mouvement.

Actuellement, un téléphone portable ou un ordinateur accédant à Internet à partir d'un véhicule en mouvement transmet à des stations de base uniques, même si le véhicule peut se déplacer rapidement dans et hors de portée. Cela peut rendre les connexions Internet irrégulières, comme le sait toute personne essayant d'accéder au Wi-Fi dans un bus.

Les chercheurs de Rutgers ont amélioré ces connexions en combinant deux techniques existantes : la directivité et la diversité. La directivité consiste à concentrer toute l'énergie radio d'une antenne dans une direction particulière. Cela augmente la qualité moyenne du signal, mais peut également amener l'utilisateur à perdre soudainement sa connexion Internet lorsque la tour de base est hors de portée. L'autre méthode, la diversité, répartit le signal de l'antenne de manière égale dans toutes les directions pour englober autant de tours de base que possible. Cela minimise la perte de signal et les fluctuations mais affaiblit le signal. Alors que la plupart des systèmes utilisent l'une de ces méthodes, R2D2 tire parti des deux.

Il y a un paradoxe inhérent à l'utilisation de la diversité et de la directionnalité, dit Ratul Mahajan , un chercheur de Microsoft qui a aidé à développer un système Wi-Fi pour véhicule (appelé ViFi) qui utilise uniquement la diversité. R2D2 montre qu'il vaut mieux se concentrer sur la voie médiane entre [ces deux techniques]. Ils ont fait un bon travail en montrant que c'est une façon de le faire qui est pratique et apporte des gains importants.

Kishore Ramachandran , chercheur à NEC Labs et auteur principal des travaux de R2D2, le présentera au Conférence 2009 sur les systèmes, applications et services mobiles en juin. Il faut trouver le juste milieu entre ces deux extrêmes, dit-il. R2D2 calcule cet équilibre entre diversité et directionnalité, coordonne entre plusieurs stations de base et maintient une base de données d'optimisation, ce qui accélère les transferts de données.

La bonne chose à propos du schéma proposé est qu'il fonctionne bien avec les normes Wi-Fi et radio des véhicules existantes, dit Dipankar Raychaudhuri , un chercheur à Rutgers qui n'a pas été impliqué dans le travail. Le récipiendaire du TR10 ajoute que le R2D2 pourrait potentiellement être très utile pour les services émergents impliquant des voitures sur les autoroutes.

Lorsqu'un utilisateur souhaite, par exemple, télécharger une vidéo sur YouTube, les informations du téléphone ou de l'ordinateur portable sont transmises à l'antenne de R2D2, qui se trouve au sommet d'un véhicule. R2D2 relaie ces informations à un groupe de stations de base Wi-Fi via le chemin sans fil le plus rapide. Le système détermine également de combien élargir ou rétrécir son faisceau d'antenne - il peut déformer le signal en plusieurs lobes, si nécessaire - pour atteindre les stations de base nécessaires. Pour maintenir sa haute qualité de signal, R2D2 commute continuellement les stations de base lorsque le véhicule se déplace hors de portée.

Modèles de faisceau : B1 montre un faisceau directionnel, dans lequel toute l'énergie est focalisée vers une antenne pour un signal rapide. B2 montre un faisceau omnidirectionnel qui englobe de nombreuses stations pour éviter les connexions interrompues. B3 montre la méthode de R2D2 consistant à combiner les deux techniques pour obtenir le meilleur signal.

Logiciel R2D2 supplémentaire aux coordonnées des stations de base entre les stations sélectionnées. R2D2 désigne une station comme point d'ancrage, qui achemine les informations vers et depuis Internet. La station de base qui obtient le paquet complet d'informations l'envoie d'abord à l'ancre.

Les chercheurs ont également créé un logiciel qui crée une base de données des meilleurs chemins à utiliser à différents segments le long d'une route, en fonction de l'utilisation passée. Cette base de données, appelée Beam Manager, divise une route en segments et attribue des groupes de stations de base aux utilisateurs en fonction de leur emplacement.

Le groupe a testé son système pour voir combien de données R2D2 pouvait transférer d'un relais à une station de base, par rapport à d'autres nouveaux systèmes. Pour ce faire, les chercheurs ont installé quatre stations de base Wi-Fi (à l'aide de pilotes de périphériques Linux) dans un parking et le long d'une rue. Pour comparer, ils ont également testé un système appelé Mobisteer, qui utilise la directivité pour focaliser le faisceau de l'antenne, et le ViFi de Microsoft, qui utilise la diversité pour transmettre à plusieurs antennes à la fois. Les chercheurs ont découvert qu'en environ 200 secondes, R2D2 a téléchargé 216 mégaoctets de données tout en se déplaçant à une vitesse de 15 à 20 milles à l'heure. C'est environ 150% de plus que Mobisteer et environ 40% de plus que ViFi.

Actuellement, la plupart des systèmes utilisent des stations cellulaires pour accéder à Internet dans les véhicules. Avant que R2D2 et d'autres systèmes basés sur le Wi-Fi puissent être vraiment utiles, les villes et les routes auront également besoin de plus d'infrastructures Wi-Fi.

Hannes Hartenstein , professeur à l'Université de Karlsruhe, en Allemagne, qui a montré que la diversité améliorait la communication de véhicule à véhicule, affirme que les résultats de R2D2 semblent valides. Il ajoute que la prochaine étape serait de voir comment cela fonctionne pour le téléchargement de données.

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