Le circuit intelligent qui double la bande passante

Une startup issue de Stanford affirme avoir résolu un problème séculaire dans les communications radio avec un nouveau circuit et un nouvel algorithme qui permettent d'envoyer et de recevoir des données sur la même fréquence radio, doublant ainsi la capacité sans fil, du moins en théorie.

Sous la capuche : Ce prototype de paillasse d'une nouvelle radio double la capacité sur les fréquences cellulaires ou Wi-Fi en générant des signaux qui annulent la soi-disant auto-interférence.

L'entreprise, Réseaux Kumu , a démontré l'exploit dans un prototype et a déclaré avoir accepté d'effectuer des essais de la technologie avec les principaux opérateurs sans fil non spécifiés au début de l'année prochaine.

La technologie sous-jacente, connue sous le nom de radio full-duplex, s'attaque à un problème connu sous le nom d'auto-interférence. Comme les radios envoient et reçoivent des signaux, ceux qu'elles envoient sont des milliards de fois plus puissants que ceux qu'elles reçoivent. Toute tentative de réception de données sur une fréquence donnée est contrecarrée par le fait que le récepteur de la radio capte également son propre signal sortant.

Pour cette raison, la plupart des radios, y compris celles de votre smartphone, les stations de base qui les desservent et les routeurs Wi-Fi, envoient des informations sur une fréquence et reçoivent sur une autre, ou utilisent la même fréquence mais basculent rapidement d'avant en arrière. En raison de cette inefficacité, les radios utilisent plus de spectre sans fil que nécessaire.

Pour résoudre ce problème, Kumu a construit un circuit extrêmement rapide qui peut prédire, à chaque instant, la quantité d'interférences qu'un émetteur radio est sur le point de créer, puis génère un signal compensatoire pour l'annuler. Le circuit génère un nouveau signal avec chaque paquet de données envoyé, ce qui permet de travailler même dans les appareils mobiles, où le processus d'annulation des signaux est plus complexe car les objets sur lesquels ils rebondissent changent constamment. Cela était considéré comme impossible à faire au cours des 100 dernières années, explique Sachin Katti, professeur adjoint d'ingénierie électrique et d'informatique à Stanford, et directeur général et cofondateur de Kumu.

Autres sociétés, y compris le fabricant de modems satellites Comtech , utilisait auparavant l'auto-annulation pour augmenter la bande passante des communications par satellite. Mais l'équipe de Stanford est la première à le démontrer dans les radios utilisées dans des réseaux tels que LTE et Wi-Fi, qui nécessitaient d'annuler des signaux cinq ordres de grandeur plus forts. (Vous trouverez plus de détails dans ce papier .)

Jeff Reed, directeur du centre de recherche sans fil de Virginia Tech, affirme que la nouvelle plate-forme radio semble être une avancée majeure, mais il attend des résultats concrets. Si leurs affirmations sont vraies, ce sont des chiffres très impressionnants, dit Reed. Il faut un timing très précis pour y parvenir.

Cette technologie full-duplex n'est pas la seule astuce qui peut apparemment tirer une nouvelle capacité sans fil de nulle part. De nouvelles méthodes d'encodage des données ont la possibilité de rendre les réseaux sans fil jusqu'à 10 fois plus efficaces dans certains cas (voir A Bandwidth Breakthrough ). Divers efforts de recherche perfectionnent de nouvelles astuces de détection et de commutation ultrarapides pour changer les fréquences à la volée, faisant ainsi une bien meilleure utilisation du spectre disponible (voir La radio à sauts de fréquence gaspille moins de spectre). Et les outils logiciels émergents permettent une reconfiguration rapide des réseaux câblés et sans fil, créant de nouvelles efficacités (voir TR10: Software-Defined Networking ). Une grande partie du spectre est massivement sous-utilisée, et c'est l'un des outils à y ajouter pour mieux utiliser le spectre, explique Muriel Medard, professeur au Laboratoire de recherche en électronique du MIT et leader dans le domaine du codage réseau.

La technologie de Kumu, même si elle fonctionne parfaitement, n'apportera pas un grand avantage dans toutes les situations. Dans les cas où la plupart du trafic va dans une seule direction, comme lors d'un téléchargement de vidéo, la technologie full-duplex ouvre une capacité dont vous n'avez pas réellement besoin, comme l'ajout de voies entrantes pendant le trafic sortant du soir aux heures de pointe. Néanmoins, Katti voit des avantages sur tous les appareils sans fil existants, des téléphones portables et des tours au Wi-Fi en passant par Bluetooth et tout le reste. Kumu Networks a reçu 10 millions de dollars d'investisseurs, dont Khosla Ventures et New Enterprise Associates.

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