211service.com
Utvecklingen av trådlöst
I dagens kultur råder trådlöst. WiFi-aktiverade bärbara datorer ansluter enkelt till Internet-hotspots, vanliga i de flesta städer, och mobiltelefoner är praktiskt taget överallt. Men även om mycket av tekniken i dessa enheter är avancerad, är radiochipsen som sänder och tar emot dessa trådlösa signaler, för det mesta, fortfarande baserade på en äldre, mycket oflexibel modell: de är fastanslutna med tillgång till endast en enda typ av trådlös frekvens, som WiFi eller mobil eller GPS.
Tod Sizer, chef för trådlös bredbandsforskning vid Bell Labs.
Under de senaste åren har forskare arbetat på ett trådlöst chip som kan göra allt: ställa in tv- och radiostationer, GPS, mobilsignaler, WiFi och WiMax – eller till och med låsa upp din bildörr. Tricket är att använda mjukvara för att modifiera radiohårdvaran, ett koncept som kallas mjukvarudefinierad radio (SDR).
En del av den banbrytande forskningen om SDR sker på Lucent's Bell Laboratories, en anläggning som har uppfunnit ett antal av de trådlösa teknologier som används idag. Bell Labs forskare utvecklar nu SDR för basstationer, de trådlösa hubbar som kommunicerar med enheter.
För närvarande är det dyrt att distribuera och installera basstationer som dirigerar trådlösa signaler från till exempel Cingular, Verizon eller Sprint till sina kunder. Och när stationens trådlösa teknik behöver uppdateras måste företagen omdistribuera och installera om radiotekniken. Genom att använda mjukvarudefinierad radio kunde dock hårdvaran enkelt och billigt få fart genom att helt enkelt justera programvaran. Med andra ord skulle dessa mer flexibla basstationer kunna uppgraderas snabbt – vilket möjligen kan leda till färre avbrutna samtal, mer tillförlitliga signaler och utökade räckvidder.
Tod Sizer, chef för trådlös bredbandsforskning vid Bell Labs, och talare vid Technology Review's Emerging Technology Conference idag, diskuterade mjukvarudefinierad radio med våra redaktörer.
Teknikrecension: Termen mjukvarudefinierad radio är lite klumpig och inte alltför beskrivande för människor som inte är bekanta med den. Vad är ditt cocktailpartys definition av tekniken?
Tod Sizer: Det är förmågan att ta en radio [i en cellulär basstation] som gör en applikation som du definierar idag, och imorgon kan du konfigurera om den för att göra något annorlunda. Det är en modell av mjukvarudefinierad radio. Det finns en annan modell, och det är att du har en enda radio [i en handhållen enhet] som har både Bluetooth och [Wi-Fi] 802.11, till exempel. Vi vet vad dessa standarder är idag, men du vill ha en radio som kan göra båda. Det handlar om att omedelbart konfigurera om där radion kan vara antingen det ena eller det andra. En hel del mjukvarudefinierad radio har också drivits starkt av militären, som vill ha en radio som kan kommunicera med olika typer av radioapparater, som de som används av marinkåren, kustbevakningen eller brandmän. Det är ett mycket viktigt problem och ett som militären har drivit på eftersom de har varit en anhängare av mjukvarudefinierad radio.
TR: Varför är mjukvarudefinierad radio spännande för dig?
TS: Jag tycker att det är spännande av flera anledningar. Det ena är att det ger rena forskare ett verktyg att prova väldigt olika saker väldigt snabbt. Säg att vi har utvecklat en lite annorlunda kodningsteknik. Tidigare behövde vi vänta på att det skulle kodas [i hårdvara], och sedan skulle vi behöva vänta ett och ett halvt år för att se om vår implementering var korrekt. Idag, om vi har en idé, laddar vi upp den i våra skåpbilar och testar den direkt. Det gör att vi kan testa idéer mycket snabbt. Att mycket snabbt kunna gå till planen är viktigt.
Och ur ett kommersiellt perspektiv är det bra för mina kunder, inklusive Verizon, Sprint och Cingular. Vi skulle vilja hjälpa dem att förbättra system som de redan har implementerat över tid.
TR: Var är tekniken just nu?
TS: Jag tror att det fortfarande är i ett tidigt skede ... Vissa av de programmerbara plattformarna är inte riktigt där de behöver vara när det gäller kostnadsprestanda. Jag tror att möjligheterna finns idag, och om det fanns enheter som var kostnadskonkurrenskraftiga skulle det vara ganska utbrett. Vi letar fortfarande efter en enhet som är kostnadseffektiv och har prestanda. Vissa av dessa enheter som används för den mjukvarudefinierade delen av radion är ganska dyra. Där är rubbet.
TR: Det verkar som om mjukvarudefinierad radio kan delas in i två kategorier: basstationen och handhållna enheter. Vilka är de ekonomiska utmaningarna för båda?
TS: En hårdvaruinstallation är rimligt dyr och du vill att den ska hålla länge. Så att ha det omprogrammerbart och omkonfigurerbart är viktigt för mina kunder. Att ha flexibilitet är viktigt och lämpar sig mycket väl för mjukvarudefinierad radio. Du kan motivera den initiala kostnaden eftersom du kommer att tillhandahålla utökad användning under en längre tid, medan det med telefoner är väldigt annorlunda eftersom deras kostnad är billig. Det är inte kostnadseffektivt att lägga till kostnader så att du tre år framåt kan lägga till något som du inte visste om. Jag tror att det finns platser och applikationer, som basstationer, där prisnivåerna är högre, där vi kommer att se mjukvarudefinierad radio tidigt. Och i telefoner, där kostnaden är kung, kommer vi förmodligen att se det mycket senare.
TR: Hur tar sig mjukvarudefinierad radioteknik in i kommersiella tillämpningar?
TS: Visst ser vi omprogrammerbarhet i basstationer idag. Vanu är ett företag som har en basstation som är programmerbar idag. Det finns produkter med olika nivåer av mjukvarudefinierad radio.
TR: När mjukvarudefinierad radio blir mer utbredd, hur ser du på att den förändrar landskapet för trådlös kommunikation?
TS: Det finns olika applikationer där mjukvarudefinierad radio skulle kunna spela en större roll; ett område är kognitiv radio. [Kognitiv radio är en utlöpare av mjukvarudefinierad radio som låter enheter söka efter trådlösa signaler, från TV-sändningar till WiFi, och hitta och använda oanvända delar av spektrumet för att möjliggöra mer effektiv användning av radiospektrumet (se Kognitiv radio, mars/ april 2006) – BARN .] Det pratas en del om att dra nytta av det oanvända tv-spektrumet av radioapparater som känner till miljön de befinner sig i. Den kognitionen är något som vi tittar på ganska noggrant. En sådan modell är det enda sättet att använda det spektrumet effektivt – och det enda sättet att vara tillräckligt flexibel för att göra det är med mjukvarudefinierad radio.