211service.com
Snabbare internet på vägen
Forskare vid Rutgers University Winlab och NEC Laboratories har utvecklat ett system som förbättrar tillgången till internet på vägarna. Systemet, kallat R2D2, använder speciella antenner och ny programvara för att låta användare ladda upp stora bitar av information – som en video eller en bild – över Wi-Fi betydligt snabbare än andra system som är designade för användning i fordon.
Stråla upp mig : R2D2-reläenheten kan upprätthålla en snabb, pålitlig internetanslutning till en trådlös enhet, som en mobiltelefon eller bärbar dator, i ett fordon i rörelse.
För närvarande sänder en mobiltelefon eller dator som ansluter till Internet från ett fordon i rörelse till enstaka basstationer, även om fordonet kan röra sig snabbt in och utom räckvidd. Detta kan göra internetanslutningar ojämna, vilket alla som försöker komma åt Wi-Fi på en buss vet.
Rutgers-forskarna förbättrade sådana kopplingar genom att kombinera två befintliga tekniker: riktning och mångfald. Riktningsförmåga innebär att all radioenergi från en antenn fokuseras i en viss riktning. Detta ökar den genomsnittliga signalkvaliteten men kan också göra att användaren plötsligt tappar internetanslutningen när bastornet är utom räckhåll. Den andra metoden, diversitet, sprider ut antennens signal lika i alla riktningar för att omfatta så många bastorn som möjligt. Detta minimerar signalförlust och fluktuationer men försvagar signalen. Medan de flesta system använder en av dessa metoder, drar R2D2 fördel av båda.
Det finns en inneboende paradox i att använda mångfald och riktning, säger Ratul Mahajan , en Microsoft-forskare som hjälpte till att utveckla ett Wi-Fi-system för fordon (kallat ViFi) som endast använder mångfald. R2D2 visar att det är bättre att fokusera på mittvägen mellan [dessa två tekniker]. De gjorde ett bra jobb med att visa att detta är ett sätt att göra det på som är praktiskt och ger betydande vinster.
Kishore Ramachandran , en forskare vid NEC Labs och huvudförfattare till R2D2-arbetet, kommer att presentera det på 2009 Mobile Systems, Applications and Services Conference i juni. Man måste träffa den söta punkten mellan dessa två ytterligheter, säger han. R2D2 beräknar denna balans mellan mångfald och riktning, koordinerar mellan flera basstationer och upprätthåller en optimerande databas – allt som påskyndar dataöverföringar.
Det fina med det föreslagna systemet är att det fungerar bra med befintliga Wi-Fi- och fordonsradiostandarder, säger Dipankar Raychaudhuri , en forskare vid Rutgers som inte var involverad i arbetet. TR10-mottagaren tillägger att R2D2 potentiellt kan vara riktigt användbar för nya tjänster som involverar bilar på motorvägar.
När en användare till exempel vill ladda upp en video till YouTube, överförs information från telefonen eller laptopen till R2D2:s antenn, som sitter ovanpå ett fordon. R2D2 vidarebefordrar den informationen till en grupp Wi-Fi-basstationer via den snabbaste trådlösa vägen. Systemet räknar också ut hur mycket det ska bredda eller smalna av sin antennstråle – det kan förvränga signalen till flera lober, om det behövs – för att nå de nödvändiga basstationerna. För att bibehålla sin höga signalkvalitet byter R2D2 kontinuerligt basstationer när fordonet rör sig utanför räckvidden.
Strålmönster : B1 visar en riktad stråle, i vilken all energi fokuseras mot en antenn för en snabb signal. B2 visar en rundstrålande stråle som omfattar många stationer för att undvika tappade anslutningar. B3 visar R2D2:s metod för att kombinera de två teknikerna för att få den bästa signalen.
Ytterligare R2D2-programvara vid basstationerna koordinerar mellan utvalda stationer. R2D2 anger en station som ankare, som dirigerar informationen till och från Internet. Basstationen som får hela informationspaketet skickar det först till ankaret.
Forskarna skapade också ett program som bygger en databas av de bästa vägarna att använda vid olika segment längs en väg, baserat på tidigare användning. Denna databas, som kallas Beam Manager, delar upp en väg i segment och tilldelar basstationsgrupper till användare beroende på var de befinner sig.
Gruppen testade sitt system för att se hur mycket data R2D2 kunde överföra från ett relä till en basstation, jämfört med andra nya system. Forskarna gjorde detta genom att sätta upp fyra Wi-Fi-basstationer (med Linux-drivrutiner) på en parkeringsplats och längs en gata. För att jämföra testade de också ett system som heter Mobisteer, som använder riktningsstyrning för att fokusera antennens stråle, och Microsofts ViFi, som använder diversitet för att sända till flera antenner samtidigt. Forskarna fann att R2D2 på cirka 200 sekunder laddade upp 216 megabyte med data medan de rörde sig i 15 till 20 miles per timme. Det är cirka 150 procent mer än Mobisteer och cirka 40 procent mer än ViFi.
För närvarande använder de flesta system mobilstationer för att komma åt Internet i fordon. Innan R2D2 och andra Wi-Fi-baserade system verkligen kan vara användbara, kommer städer och vägar att behöva mer Wi-Fi-infrastruktur också.
Hannes Hartenstein , en professor vid universitetet i Karlsruhe i Tyskland, som har visat att mångfald förbättrade kommunikationen mellan fordon och fordon, säger att R2D2-resultaten ser giltiga ut. Han tillägger att nästa steg skulle vara att se hur detta fungerar för att ladda ner data.