La radio à saut de fréquence gaspille moins de spectre

Avec une marée montante de données de téléphones intelligents menaçant de noyer les ondes, un groupe consultatif de la Maison Blanche est sur le point de suggérer que les opérateurs sans fil et les laboratoires de recherche intensifient leurs efforts pour utiliser l'informatique afin d'exploiter le spectre beaucoup plus efficacement.

Cela nécessitera, entre autres, des radios dites cognitives, qui détectent les bandes radio inutilisées et peuvent basculer intelligemment de lourdes charges de données entre différentes fréquences sans aucune interruption.

Une startup du New Jersey a sorti la radio cognitive la plus rapide à ce jour. Il fonctionne sur la gamme de spectre la plus large possible et fait partie d'une série de technologies améliorées qui sont cruciales pour mettre la technologie sur le marché et éviter la surcharge du réseau.

Le gadget en question, appelé CogRadio, et fabriqué par Systèmes de technologie radio d'Ocean Grove, New Jersey, peut basculer à des vitesses suffisamment rapides pour être imperceptibles, par exemple, pour un téléspectateur ; ainsi qu'en quantités suffisantes pour que toute recherche effectuée dessus, ou tout logiciel écrit pour cela, soit applicable dans les futurs appareils commerciaux du monde réel.

C'est la radio à large bande la plus utilisable et la plus polyvalente à laquelle la communauté des chercheurs ait jamais eu accès, déclare Dipankar Raychaudhuri, directeur du Winlab , le laboratoire de recherche sans fil de l'Université Rutgers, où la technologie a été codéveloppée. Les modèles existants, dit-il, ne peuvent pas basculer assez rapidement et ont une plage de spectre et une capacité de transport de données limitées. Aujourd'hui, c'est la meilleure radio cognitive expérimentale disponible, et cela est crucial car toute la communauté se prépare à tester et déployer une telle technologie.

L'appareil est le premier à pouvoir fonctionner de 100 mégahertz à 7,5 gigahertz, c'est-à-dire à partir des bandes AM et FM via la télévision, le Wi-Fi et les fréquences cellulaires. Il peut également détecter le spectre disponible et basculer entre les fréquences en moins de 50 microsecondes, et dans certains cas aussi peu qu'une microseconde. Il s'agit d'une vitesse record, selon Peter Woliansky, un ancien élève de Bell Labs qui a fabriqué le gadget et a fondé la startup derrière.

Enfin, il peut gérer 400 mégabits par seconde de données, soit environ huit fois ce qu'un système Wi-Fi domestique classique peut faire. Avec ce type de débit, et puisqu'il peut envoyer sur plusieurs fréquences à la fois, il pourrait éventuellement envoyer 20 films HD en même temps.

En fin de compte, les technologies sans fil commerciales intelligentes utilisant de telles fonctionnalités pourraient permettre davantage de services. Et alors que de nouvelles technologies sans fil perturbatrices entrent dans un domaine désormais dominé par quelques grands opérateurs, cela pourrait créer une concurrence qui réduit les coûts pour les consommateurs moyens.

Le gadget coûte près de 6 000 $, mais c'est moins cher que les modèles existants. Alors que les prix continuent de baisser, ces gadgets deviennent disponibles pour un plus grand nombre de rédacteurs de code, et pas seulement pour les laboratoires bien nantis. Pour les personnes qui étudient la technologie sans fil, construire la radio et la faire fonctionner est ridiculement difficile, explique Woliansky.

L'une des tâches de CogRadio sera de servir de banc d'essai pour les efforts de recherche de la National Science Foundation pour construire un Internet centré sur le mobile, dans lequel les communications radio et les téléphones intelligents sont considérés comme le principal véhicule de livraison pour l'accès à Internet, un projet dont le siège est à Raychaudhuri's laboratoire.

CogRadio sera également utilisé dans l'un des premiers tests extérieurs de radios cognitives, en cours à l'Université du Colorado, Boulder, où son le logiciel a été développé . (La recherche sur la radio cognitive a principalement été menée dans des laboratoires blindés en raison du potentiel d'interférences dangereuses, mais la Federal Communications Commission des États-Unis a commencé à accorder des permis d'extérieur pour promouvoir la recherche.)

Et les chercheurs de Virginia Tech utiliseront les gadgets pour développer des radios de police et d'incendie à haut débit de nouvelle génération, ainsi que d'autres radios d'urgence qui incluent la vidéo et l'accès Internet.

La technologie radio cognitive pourrait permettre une gamme de nouveaux services. Par exemple, il pourrait acheminer les appels cellulaires vers des signaux Wi-Fi, ce qui se fait aujourd'hui dans de petites stations de base sans fil appelées microcellules, mais aussi éviter d'avoir à utiliser la fibre pour envoyer le signal sur Internet et utiliser à la place le spectre de télévision disponible. dans la gamme 400 mégahertz.

Avec tous ces projets, le grand défi est la vitesse de commutation rapide et la bande passante élevée, toutes choses qui pèsent sur le matériel radio. Vous voulez parcourir le spectre radio aussi vite et aussi loin que possible, et lorsque vous atterrissez quelque part, vous voulez saisir autant de spectre que vous le pouvez, et le pomper dans et hors de la radio, et ce sont en fait très difficile à faire, déclare Chip Elliot, directeur de projet pour le projet de radio cognitive de la NSF à BBN à Cambridge, Massachusetts. Cette radio est parfaite pour des choses comme ça.

Un jour, les futurs téléphones intelligents et autres gadgets intégreront des parties de ces technologies. Bien qu'il s'agisse d'une étape importante pour la réalisation de radios cognitives hautes performances et utilisables, l'industrie doit encore travailler davantage sur la conception des puces, les interfaces et bien d'autres choses, a déclaré Raychaudhuri. D'autres entreprises et groupes de recherche travaillent au développement de radios cognitives meilleures et moins chères.

Le domaine se réchauffe à mesure que les demandes sur les réseaux mobiles augmentent. Bell Labs estime que le trafic de données mobiles sera multiplié par 25 d'ici 2016, et Cisco affirme qu'il sera multiplié par 18 d'ici cette année-là. La FCC indiquant clairement que le spectre existant sera épuisé d'ici l'année prochaine, de nouvelles technologies seront nécessaires.

Le prochain rapport de la Maison Blanche est co-écrit par le président de Google, Eric Schmidt, et d'autres, dont Craig Mundie, directeur de la recherche et de la stratégie chez Microsoft. Le président de la FCC, Julius Genachowski, a également poussé l'industrie à développer des technologies intelligentes de partage du spectre.

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