211service.com
Den smarta kretsen som fördubblar bandbredden
En startup från Stanford säger att den har löst ett urgammalt problem inom radiokommunikation med en ny krets och algoritm som gör att data kan skickas och tas emot på samma radiofrekvens – vilket fördubblar den trådlösa kapaciteten, åtminstone i teorin.
Under huven : Denna bänkprototyp av en ny radio fördubblar kapaciteten på cellulära eller Wi-Fi-frekvenser genom att generera signaler som avbryter så kallad självstörning.
Företaget, Kumu nätverk , har visat bedriften i en prototyp och säger att de har gått med på att testa tekniken med ospecificerade stora trådlösa operatörer i början av nästa år.
Den underliggande tekniken, känd som full-duplex radio, tar itu med ett problem som kallas självstörning. När radioapparater sänder och tar emot signaler är de de skickar miljarder gånger starkare än de de tar emot. Alla försök att ta emot data på en given frekvens motverkas av det faktum att radions mottagare också tar upp sin egen utgående signal.
Av denna anledning skickar de flesta radioapparater – inklusive de i din smartphone, basstationerna som betjänar dem och Wi-Fi-routrar – information ut på en frekvens och tar emot på en annan, eller använder samma frekvens men växlar snabbt fram och tillbaka. På grund av denna ineffektivitet använder radioapparater mer trådlöst spektrum än nödvändigt.
För att lösa detta byggde Kumu en extremt snabb krets som ögonblick för ögonblick kan förutsäga hur mycket störningar en radios sändare är på väg att skapa, och sedan genererar en kompensationssignal för att eliminera den. Kretsen genererar en ny signal med varje datapaket som skickas, vilket gör det möjligt att arbeta även i mobila enheter, där processen att avbryta signaler är mer komplex eftersom objekten de studsar av ständigt förändras. Detta ansågs omöjligt att göra under de senaste 100 åren, säger Sachin Katti, biträdande professor i elektroteknik och datavetenskap vid Stanford, och Kumus verkställande direktör och medgrundare.
Andra företag, inklusive satellitmodemtillverkare Comtech , som tidigare använt självavstängning för att öka bandbredden på satellitkommunikation. Men Stanford-teamet är först med att demonstrera det i radioapparater som används i nätverk som LTE och Wi-Fi, vilket krävde avbrytande av signaler som är fem storleksordningar starkare. (Mer information finns i detta papper .)
Jeff Reed, chef för det trådlösa forskningscentret vid Virginia Tech, säger att den nya radioriggen verkar vara ett stort framsteg, men han väntar på verkliga resultat. Om deras påståenden är sanna är det några mycket imponerande siffror, säger Reed. Det kräver mycket exakt timing för att få till det.
Denna full-duplex-teknik är inte det enda tricket som till synes kan dra ny trådlös kapacitet ur tomma intet. Nya sätt att koda data har chansen att göra trådlösa nätverk så mycket som 10 gånger effektivare i vissa fall (se A Bandwidth Breakthrough ). Olika forskningsinsatser finslipar nya ultrasnabb avkänning och växlingsknep för att ändra frekvenser i farten, vilket gör att det tillgängliga spektrumet används mycket bättre (se Frekvenshoppning av radioavfall mindre spektrum). Och nya mjukvaruverktyg möjliggör snabb omkonfigurering av trådbundna och trådlösa nätverk, vilket skapar nya effektivitetsvinster (se TR10: Software-Defined Networking). Mycket av spektrumet är massivt underutnyttjat, och det här är ett av verktygen att kasta in där för att bättre utnyttja spektrumet, säger Muriel Medard, professor vid MIT:s forskningslaboratorium för elektronik och ledare inom nätverkskodning.
Kumus teknologi – även om den fungerar perfekt – kommer inte att ge någon stor fördel i alla situationer. I fall där den mesta trafiken går i en riktning – till exempel under en videonedladdning – öppnar full-duplex-tekniken upp kapacitet som du faktiskt inte behöver, som att lägga till inkommande körfält under kvällens utgående rusningstrafik. Ändå ser Katti fördelar med alla trådlösa enheter som finns, från mobiltelefoner och torn till Wi-Fi till Bluetooth och allt däremellan. Kumu Networks har fått 10 miljoner dollar från investerare, inklusive Khosla Ventures och New Enterprise Associates.