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La radio con salto de frecuencia desperdicia menos espectro
Con una marea creciente de datos de teléfonos inteligentes que amenaza con ahogar las ondas de radio, un panel asesor de la Casa Blanca está listo para sugerir que los proveedores de servicios inalámbricos y los laboratorios de investigación intensifiquen los esfuerzos para utilizar la informática para aprovechar el espectro de manera mucho más eficiente.
Esto requerirá, entre otras cosas, las llamadas radios cognitivas, que detectan las bandas de radio no utilizadas y pueden conmutar de forma inteligente cargas pesadas de datos entre diferentes frecuencias sin ninguna interrupción.
Una startup de Nueva Jersey ha presentado la radio cognitiva más rápida hasta la fecha. Funciona en la gama más amplia posible de espectro y es parte de una cosecha de tecnologías mejoradas que son cruciales para llevar la tecnología al mercado y evitar la sobrecarga de la red.
El dispositivo en cuestión, llamado CogRadio y fabricado por Sistemas de tecnología de radio de Ocean Grove, Nueva Jersey, puede cambiar a velocidades lo suficientemente rápidas como para ser imperceptible para, digamos, un espectador de video; así como en cantidades suficientes para que cualquier investigación realizada en él, o software escrito para él, sea aplicable en futuros dispositivos comerciales del mundo real.
Es la radio de banda ancha más utilizable y versátil a la que la comunidad de investigadores ha tenido acceso, dice Dipankar Raychaudhuri, director de la Winlab , el laboratorio de investigación inalámbrica de la Universidad de Rutgers, donde se desarrolló conjuntamente la tecnología. Los modelos existentes, dice, no pueden cambiar lo suficientemente rápido y tienen un rango de espectro y una capacidad de transporte de datos limitados. Hoy en día, es la mejor radio cognitiva experimental disponible, y esto es crucial porque toda la comunidad se está preparando para probar e implementar dicha tecnología.
El dispositivo es el primero que puede operar desde 100 megahercios hasta 7.5 gigahercios, es decir, desde las bandas AM y FM hasta la televisión, Wi-Fi y frecuencias celulares. También puede detectar el espectro disponible y cambiar entre frecuencias dentro de 50 microsegundos y, en algunos casos, tan solo un microsegundo. Esta es una velocidad récord, según Peter Woliansky, un alumno de Bell Labs que hizo el dispositivo y fundó la startup detrás de él.
Finalmente, puede manejar 400 megabits por segundo de datos, aproximadamente ocho veces más de lo que puede hacer un sistema Wi-Fi doméstico típico. Con este tipo de velocidad, y dado que puede enviar en múltiples frecuencias a la vez, posiblemente podría enviar 20 películas HD al mismo tiempo.
En última instancia, las tecnologías inalámbricas comerciales inteligentes que utilizan tales características podrían permitir más servicios. Y a medida que las tecnologías inalámbricas nuevas y disruptivas ingresen a un campo ahora dominado por unos pocos operadores importantes, podrían crear una competencia que reduzca los costos para los consumidores promedio.
El dispositivo cuesta cerca de $ 6,000, pero es más económico que los modelos existentes. A medida que los precios siguen bajando, estos dispositivos están disponibles para franjas más amplias de escritores de código, no solo para laboratorios adinerados. Para las personas que estudian tecnología inalámbrica, construir la radio y hacer que funcione es ridículamente difícil, dice Woliansky.
Uno de los trabajos de CogRadio será servir como banco de pruebas para los esfuerzos de investigación de la National Science Foundation para construir una Internet centrada en dispositivos móviles, en la que las comunicaciones por radio y los teléfonos inteligentes se consideran el principal vehículo de distribución para el acceso a Internet, un proyecto con sede en Raychaudhuri's laboratorio.
CogRadio también se utilizará en una de las primeras pruebas al aire libre de radios cognitivas, que se está llevando a cabo en la Universidad de Colorado, Boulder, donde su el software fue desarrollado . (La investigación de radio cognitiva se ha realizado principalmente en laboratorios blindados debido a la posibilidad de interferencias peligrosas, pero la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. Ha comenzado a otorgar permisos al aire libre para promover la investigación).
Y los investigadores de Virginia Tech utilizarán los dispositivos para desarrollar radios de policía y bomberos de banda ancha de alta velocidad de próxima generación y otras radios de emergencia que incluyen video y acceso a Internet.
La tecnología de radio cognitiva podría permitir una gama de nuevos servicios. Por ejemplo, podría enrutar llamadas celulares a señales de Wi-Fi, algo que se hace hoy en día en pequeñas estaciones base inalámbricas llamadas microcélulas, pero también evitar tener que usar fibra para enviar la señal a través de Internet y, en su lugar, usar el espectro de televisión disponible. en el rango de 400 megahercios.
Con todos estos proyectos, el gran desafío es una velocidad de conmutación rápida y un gran ancho de banda, todo lo que afecta al hardware de radio. Desea saltar en el espectro de radio lo más rápido posible y lo más lejos posible, y cuando aterriza en algún lugar, desea capturar tanto espectro como pueda, y bombearlo dentro y fuera de la radio, y estos son en realidad muy difícil de hacer, dice Chip Elliot, director de proyecto del proyecto de radio cognitiva de la NSF en BBN en Cambridge, Massachusetts. Esta radio es perfecta para cosas así.
Algún día, los futuros teléfonos inteligentes y otros dispositivos incorporarán partes de dichas tecnologías. Si bien este es un hito importante para lograr radios cognitivas utilizables y de alto rendimiento, la industria debe trabajar mucho más en el diseño de chips, las interfaces y mucho más, dice Raychaudhuri. Otras empresas y grupos de investigación están trabajando para desarrollar radios cognitivas mejores y más económicas.
El campo se está calentando a medida que aumentan las demandas de las redes móviles. Bell Labs estima que el tráfico de datos móviles se multiplicará por 25 en 2016 y Cisco dice que se multiplicará por 18 en ese año. Con la FCC dejando en claro que el espectro existente se agotará el próximo año, se necesitarán nuevas tecnologías.
El próximo informe de la Casa Blanca es coautor del presidente de Google, Eric Schmidt, y otros, incluido Craig Mundie, director de investigación y estrategia de Microsoft. El presidente de la FCC, Julius Genachowski, también ha estado presionando a la industria para que desarrolle tecnologías inteligentes de intercambio de espectro.