Die Entwicklung von Wireless

In der heutigen Kultur gelten drahtlose Regeln. WLAN-fähige Laptops können problemlos mit Internet-Hotspots verbunden werden, die in den meisten Städten weit verbreitet sind, und Mobiltelefone sind praktisch allgegenwärtig. Aber während ein Großteil der Technologie in diesen Geräten fortgeschritten ist, basieren die Funkchips, die diese drahtlosen Signale senden und empfangen, größtenteils immer noch auf einem älteren, sehr unflexiblen Modell: Sie sind fest verdrahtet und haben nur Zugriff auf eine einzige Art der drahtlosen Frequenz, wie WiFi oder Mobilfunk oder GPS.

Tod Sizer, Direktor der Breitband-Wireless-Forschung bei Bell Labs.

In den letzten Jahren haben Forscher an einem drahtlosen Chip gearbeitet, der alles kann: Fernseh- und Radiosender, GPS, Mobilfunksignale, WiFi und WiMax empfangen – oder sogar Ihre Autotür aufschließen. Der Trick besteht darin, die Hardware des Radios mithilfe von Software zu modifizieren, ein Konzept, das als Software-Defined Radio (SDR) bekannt ist.



Einige der bahnbrechenden Forschungen zu SDR werden in den Bell Laboratories von Lucent durchgeführt, einer Einrichtung, die eine Reihe der heute verwendeten drahtlosen Technologien erfunden hat. Die Forscher von Bell Labs entwickeln jetzt SDR für Basisstationen, die drahtlosen Hubs, die mit Geräten kommunizieren.

Derzeit ist es teuer, Basisstationen bereitzustellen und zu installieren, die drahtlose Signale beispielsweise von Cingular, Verizon oder Sprint an ihre Kunden weiterleiten. Und wenn die Funktechnik des Senders aktualisiert werden muss, müssen die Unternehmen die Funktechnik um- und neu installieren. Durch den Einsatz von Software Defined Radio konnte die Hardware jedoch einfach und kostengünstig durch einfaches Optimieren der Software auf den neuesten Stand gebracht werden. Mit anderen Worten, diese flexibleren Basisstationen könnten schnell aufgerüstet werden – was möglicherweise zu weniger unterbrochenen Anrufen, zuverlässigeren Signalen und erweiterten Reichweiten führt.

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Tod Sizer, Direktor für Breitband-Wireless-Forschung bei Bell Labs und heute Redner auf der Emerging Technology Conference von Technology Review, diskutierte mit unseren Redakteuren über softwaredefiniertes Radio.

Technologie-Review: Der Begriff Software-Defined Radio ist etwas klobig und nicht zu beschreibend für Leute, die damit nicht vertraut sind. Was ist Ihre Definition der Technologie für Cocktailpartys?

Tod Sizer: Es ist die Möglichkeit, ein Funkgerät [in einer Mobilfunkbasisstation] zu verwenden, das eine Anwendung ausführt, die Sie heute definieren, und Sie können es morgen neu konfigurieren, um etwas anderes zu tun. Das ist ein Modell des softwaredefinierten Radios. Es gibt ein anderes Modell, und Sie haben beispielsweise ein einzelnes Funkgerät [in einem Handgerät], das sowohl über Bluetooth als auch über [Wi-Fi] 802.11 verfügt. Wir kennen diese Standards heute, aber Sie möchten ein Radio haben, das beides kann. Das heißt, sofort umzukonfigurieren, wo das Radio entweder das eine oder das andere sein kann. Viele softwaredefinierte Funkgeräte wurden auch stark vom Militär vorangetrieben, das ein Funkgerät sucht, das mit verschiedenen Arten von Funkgeräten kommunizieren kann, wie sie beispielsweise von den Marines, der Küstenwache oder Feuerwehrleuten verwendet werden. Es ist ein sehr wichtiges Problem und eines, das das Militär vorangetrieben hat, da es ein Befürworter des softwaredefinierten Radios war.

TR: Warum ist Software-Defined Radio für Sie so spannend?

TS: Ich finde es aus mehreren Gründen spannend. Einer ist, dass es reinen Forschern ein Werkzeug bietet, um sehr schnell sehr unterschiedliche Dinge auszuprobieren. Nehmen wir an, wir haben eine etwas andere Codierungstechnik entwickelt. In der Vergangenheit mussten wir warten, bis es [in Hardware] codiert wurde, und dann mussten wir anderthalb Jahre warten, um zu sehen, ob unsere Implementierung korrekt war. Wenn wir heute eine Idee haben, laden wir sie in unsere Vans und testen sie sofort. Es ermöglicht uns, Ideen sehr schnell zu testen. Es ist wichtig, sehr schnell auf das Feld gehen zu können.

Und aus kommerzieller Sicht ist es gut für meine Kunden, einschließlich Verizon, Sprint und Cingular. Wir möchten ihnen helfen, Systeme zu verbessern, die sie im Laufe der Zeit bereits bereitgestellt haben.

TR: Wo ist die Technik gerade?

TS: Ich denke, es steckt noch in den Kinderschuhen … Einige der programmierbaren Plattformen sind in Bezug auf das Preis-Leistungs-Verhältnis nicht ganz da, wo sie sein müssen. Ich denke, die Möglichkeiten sind heute da, und wenn es Geräte gäbe, die preislich wettbewerbsfähig wären, wäre dies ziemlich weit verbreitet. Wir suchen immer noch nach einem Gerät, das kostengünstig ist und die Leistung bietet. Einige dieser Geräte, die für den softwaredefinierten Teil des Radios verwendet werden, sind ziemlich teuer. Da ist der Rubel.

TR: Es scheint, als ob softwaredefiniertes Radio in zwei Kategorien unterteilt werden kann: die Basisstation und Handheld-Geräte. Was sind die wirtschaftlichen Herausforderungen beider?

TS: Eine Hardwareinstallation ist relativ teuer und Sie möchten, dass sie lange hält. Daher ist es für meine Kunden wichtig, dass es reprogrammierbar und rekonfigurierbar ist. Flexibilität ist wichtig und eignet sich sehr gut für softwaredefinierten Funk. Sie können die anfänglichen Kosten rechtfertigen, weil Sie eine erweiterte Nutzung über einen längeren Zeitraum ermöglichen, während dies bei Mobilteilen ganz anders ist, da die Kosten niedrig sind. Kosten hinzuzufügen, damit Sie in drei Jahren etwas hinzufügen können, von dem Sie nichts wussten, ist nicht kosteneffektiv. Ich denke, es gibt Orte und Anwendungen, wie Basisstationen, an denen die Preise höher sind und wo wir früh softwaredefiniertes Radio sehen werden. Und bei Mobiltelefonen, bei denen die Kosten im Vordergrund stehen, werden wir es wahrscheinlich viel später sehen.

TR: Wie hält softwaredefinierte Funktechnologie Einzug in kommerzielle Anwendungen?

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TS: Sicherlich sehen wir heute eine Reprogrammierbarkeit in Basisstationen. Vanu ist ein Unternehmen, das heute eine programmierbare Basisstation hat. Es gibt Produkte mit unterschiedlichem Software-Defined-Radio.

TR: Wie sehen Sie, wie sich die Landschaft der drahtlosen Kommunikation verändern wird, wenn softwaredefinierter Funk immer häufiger eingesetzt wird?

TS: Es gibt verschiedene Anwendungen, bei denen Software-Defined Radio eine größere Rolle spielen könnte; Ein Bereich ist kognitives Radio. [Cognitive Radio ist ein Ableger des softwaredefinierten Radios, das es Geräten ermöglicht, nach drahtlosen Signalen zu suchen, von Fernsehsendungen bis hin zu WiFi, und ungenutzte Teile des Spektrums zu finden und zu verwenden, um eine effizientere Nutzung des Radiospektrums zu ermöglichen (siehe Cognitive Radio, März/ April 2006) – KINDER .] Es wird oft darüber gesprochen, das ungenutzte Fernsehspektrum von Radios zu nutzen, die über ihre Umgebung Bescheid wissen. Diese Erkenntnis ist etwas, das wir uns ziemlich genau ansehen. Ein solches Modell ist die einzige Möglichkeit, dieses Spektrum effizient zu nutzen – und die einzige Möglichkeit, dies flexibel genug zu tun, ist mit softwaredefiniertem Funk.

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