Das universelle Handy

Die große drahtlose Revolution, die mit der spektakulären Verbreitung des Handys in den 1990er Jahren ihren Anfang nahm und Breitband-Internet auf das Gadget in der Tasche bringen soll, steckt in der Krise.

Die Nachfrage steigt rasant und zwingt Hersteller von drahtlosen Geräten und Netzbetreiber, Milliarden zu investieren, um den unerschöpflichen Durst der Menschheit zu stillen, überall und jederzeit verbunden zu sein. Der weltweite Absatz von Mobiltelefonen stieg von sieben Millionen im Jahr 1990 auf 700 Millionen im letzten Jahr und wird voraussichtlich 1,7 Milliarden im Jahr 2005 erreichen. Immer mehr Benutzer erwarten, dass ihre Telefone sehr klare Sprachsignale liefern und ihre E-Mails abholen, wenn auch langsam .

The Human Body Shop

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom April 2001



  • Siehe den Rest der Ausgabe
  • Abonnieren

Aber wie frustrierte Anrufer wissen, ist die Kommunikation mit Mobiltelefonen knifflig. Das Problem: Die heutigen drahtlosen Netzwerke verwenden ein Labyrinth von inkompatiblen Übertragungsstandards, sodass Road Warriors auf Reisen kein Freizeichen garantieren können. Allein die US-amerikanischen Mobilfunkbetreiber verwenden drei konkurrierende Standards, von denen nur einer mit dem führenden Standard in Europa kompatibel ist, der selbst mehrere Varianten hat. Die meisten asiatischen drahtlosen Netzwerke sind nach einem anderen Standard aufgebaut. Dieses Funkwellen-Babel verhindert, dass die meisten Mobiltelefone in den Vereinigten Staaten anderswo lebensfähig sind. Es schränkt auch die Skaleneffekte der US-Hersteller gegenüber ausländischen Konkurrenten ein.

Die Probleme der drahtlosen Revolution gehen über widersprüchliche Standards hinaus. Die Verbraucher erwarten ständig fortschrittlichere Funktionen, daher werden Modelle, die beispielsweise 1995 noch auf dem neuesten Stand der Technik waren, im Jahr 2003 antiquiert erscheinen. Bis dahin werden fast alle neuen Mobiltelefone eine Form von Internetzugang bieten. Millionen von Menschen in Japan beispielsweise haben sich i-mode zugelegt, einen Dienst, mit dem sie Handys verwenden können, um SMS zu senden, Aktien zu kaufen und Sportergebnisse abzurufen. Weltweit geben Unternehmen Milliarden aus, um ein neues Netzwerk aufzubauen, das normalerweise als dritte Generation oder 3G bezeichnet wird und von dem erwartet wird, dass es Breitband-detaillierte Webseiten, Musik und sogar Videos auf Ihr Mobiltelefon bringt.

wie viele erden mögen planeten

So aufregend für die Verbraucher auch sein mögen, diese Fortschritte haben ihren Preis, da es derzeit keine einfache Möglichkeit gibt, Mobiltelefone oder die Basisstationen, die ihre Signale ins Netz übertragen, aufzurüsten, ohne die Hardware zu ändern. Darüber hinaus kann die Mobilfunkbranche nicht vorhersagen, welche Angebote die Gewinner sein werden; Die Folgen, wenn Sie nicht richtig erraten, können verheerend sein. Letztes Jahr haben europäische Mobilfunkbetreiber viel Geld ausgegeben, um Telefone anzubieten, die mit einem als Wireless Access Protocol bekannten Format ausgestattet sind, nur um die Käufer wegen ihrer langsamen Download-Geschwindigkeit ungeduldig zu finden. Die Nachfrage war schwach.

Kein Wunder, dass Mobilfunkunternehmen nach Möglichkeiten suchen, ihre Netzwerke flexibel zu gestalten, um kostspielige Nachrüstungen bei Bedarfsänderungen zu vermeiden. Eine Technologie, die zuerst vom Militär entwickelt wurde und jetzt von mehreren Technologieführern verfolgt wird, könnte der Schlüssel sein. Die Technik ist in Fachkreisen als Software-Defined Radio oder SDR bekannt. (Radio bezieht sich hier nicht auf AM oder FM, sondern auf jedes Gerät, das über Funkfrequenzen kommuniziert, wie es Mobiltelefone tun.) Der Vorteil dieses neuen Ansatzes besteht darin, dass die Arbeitslast der drahtlosen Einheiten von dedizierten Komponenten auf Software verlagert wird die umprogrammiert werden können, um auf einem anderen Standard zu arbeiten oder Anwendungen hinzuzufügen. Das ist ganz anders als bei den heutigen Mobiltelefonen und Basisstationen, bei denen praktisch die gesamte Signalverarbeitung von elektronischen Schaltungen übernommen wird, die auf eine einzige Aufgabe ausgelegt sind.

Laut Analyst Craig Mathias von MobileInsights in Mountain View, CA, ist die Migration zu drahtlosen Netzwerken, die durch den Einsatz umprogrammierbarer Software anpassungsfähig sind, einer der wichtigsten Technologietrends heute. James Gunn von der in Dallas ansässigen Beratungsfirma Forward Concepts bezeichnet diesen Trend als den revolutionären nächsten Schritt, den die drahtlose Technologie braucht.

Flexible Software könnte auch dazu beitragen, ein weiteres grundlegendes Problem für das gesamte drahtlose Unternehmen zu lösen: die Knappheit des Spektrums (oder der Bandbreite). Da die Nachfrage nach drahtloser Kommunikation explodiert, mangelt es auch an den notwendigen Frequenzkanälen. Die Federal Communications Commission kam kürzlich zu dem Schluss, dass Netzwerke, die umprogrammierbare Software verwenden, diesen Mangel verringern könnten, da sie vorübergehend nicht belegte Kanäle suchen und nutzen könnten. Im vergangenen Dezember hat die FCC Regeln für die Lizenzierung von Geräten und Software vorgeschlagen, um die Einführung der Technologie in den USA zu beschleunigen.

Warum nicht Atomkraft?

Eher wie ein PC

Die ersten Mobiltelefone waren auf Dutzende von Hardwarekomponenten angewiesen. In den letzten 15 Jahren sind programmierbare Chips hinzugekommen, deren Funktion jedoch bei der Herstellung unveränderlich festgelegt ist. Heutzutage erledigen dedizierte Einzweckchips die meiste Arbeit in Mobiltelefonen und Basisstationen; Diese Chips sind so einfach wie möglich gemacht, um die Kosten niedrig zu halten.

Angesichts des Mischmaschs widersprüchlicher Standards und des ungleichmäßigen Aufkommens der nächsten Generation von drahtlosen Breitbandverbindungen beginnen Hersteller wie Motorola, dedizierte Komponenten als eine Belastung zu sehen. Ein Hersteller, der den zukünftigen Standard falsch schätzt, wird in seinen Lagern viel nutzlosen Schrott vorfinden. Wie Ken Riordan vom Personal Communications Sector von Motorola in Libertyville, IL, es ausdrückt: Wenn Sie Ihre Lösung auf Hardware festlegen und etwas falsch machen, dann befinden Sie sich in einer sehr gefährdeten Situation.

Eine allgemeinere Software, die umprogrammiert werden kann, sieht also ansprechend aus. Niemand versteht die Kompromisse besser als Joseph Mitola III, ein Funkingenieur, den viele Insider als den zentralen Innovator auf diesem Gebiet ansehen. Schon früh im Leben war Mitola von Computercode fasziniert; er lernte Fortran, während er in den 1960er Jahren die High School in Providence, RI, besuchte. Als er aufs College kam - die Northeastern University in Boston -, sagt er, war er einer der wenigen, die alles programmieren konnten. Mitola hatte auch an Radios gebastelt. Die Kombination beider Interessen führte zu einer Karriere, die streng geheime Funkdesigns für das Militär entwickelte – einschließlich der ersten softwaredefinierten Funkgeräte, die für militärische Zwecke bestimmt waren ( siehe The Military Seed-Seitenleiste ). Tatsächlich erfuhr die kommerzielle Wireless-Industrie Anfang der 1990er Jahre hauptsächlich durch die Aufsätze und Vorträge von Mitola von der Technologie. Seine Militärchefs haben diese zur Veröffentlichung freigegeben, da sie davon ausgehen, dass das Militär davon profitieren könnte, wenn die kommerzielle Welt die Technologie weiter vorantreibt und die Kosten senkt.

Das Problem, das Mitola zu lösen versuchte, ähnelte der Situation, die auftreten würde, wenn Sie jedes Mal, wenn Sie eine andere Aufgabe erledigen wollten, eine neue Platine in Ihren PC einbauen müssten, z. B. vom Webbrowsen zu einer Tabellenkalkulation wechseln. Sie würden irgendwann keinen Platz mehr in der Box haben. Das gleiche gilt für Handys. Wenn Sie vier weitere Funktionen unterbringen möchten, muss jedes Gerät etwa ein Viertel so groß sein wie zuvor, sagt Mitola, jetzt im McLean, VA, Büro von MITRE, einem gemeinnützigen Beratungsunternehmen für Forschung und Entwicklung. Aber die Chips schrumpfen angesichts der vielen Standards und Funktionen, die die drahtlose Revolution erfordert, nicht schnell genug, um dies zu ermöglichen.

Zukünftige Telefone – noch intelligenter

ist der Lügendetektor genau

Drahtlose Geräte, die sich im Handumdrehen durch verschiedene Persönlichkeiten wandeln, wären ein Segen für ihre Benutzer. Gleichzeitig schaffen sie aber auch politische Probleme, wie es neue Technologien, die Grenzen überschreiten, oft tun. Historisch gesehen autorisiert die FCC jedes Gerät für eine bestimmte Nutzungsart und einen bestimmten Kanal. Wie sollen die Regulierungsbehörden Mobiltelefone und Basisstationen lizenzieren, die nach der Nutzung ohne weiteres geändert werden können? Wie frei sollten Drittanbieter sein, neue Software auf Ihr Telefon zu laden? Wie wird es möglich sein, legitime Upgrades des Netzwerks von Schurken zu unterscheiden, die versuchen, es zu untergraben?

Die FCC entschied, dass Regeln zur Abdeckung dieser Szenarien noch nicht erforderlich seien. Es kam jedoch auch zu dem Schluss, dass dies die Entwicklung dieser Technologie erleichtern sollte. Ein Hauptgrund ist der Mangel an Frequenzen für drahtlose Dienste der dritten Generation in den Vereinigten Staaten derzeit. Geräte, die ungenutzte Frequenzbereiche aufspüren und nutzen, könnten also das lindern, was die FCC die US-Spektrumdürre nennt.

Was ist universelles Einkommen?

Dazu müssen jedoch sowohl Basisstationen als auch Mobilteile supersmart werden – ein Sprung zu dem, was Joe Mitola Cognitive Radio nennt. Ein kognitives Gerät scannt nicht nur seine spektrale Umgebung; Es wird auch über einen integrierten Speicher sowie Karten- und Positionierungsfunktionen verfügen. Diese ermöglichen es ihm, intelligent auf seine Umgebung zu reagieren.

In den letzten zwei Jahren baute Mitola eine grobe zivile Version eines kognitiven Radios als Promotionsprojekt für das schwedische Königliche Institut für Technologie. Wenn sich dieses Gerät im Freien befindet, konfiguriert es sich selbst für die Verwendung des vorherrschenden Mobiltelefonprotokolls; wenn es in Innenräumen getragen wird, wechselt es auf das Format des lokalen Netzwerks des Gebäudes. Mitola erklärt, dass eine fortschrittlichere Version erkennen könnte, dass die Person, die es trägt, in Schwierigkeiten ist, und ein Notsignal auf der lokalen Notruffrequenz senden könnte, um den Rettern den Standort mitzuteilen.

Aber Mobiltelefone, die sich zur vorübergehenden Nutzung auf einen neuen Kanal umorientieren, müssten vom offiziellen Lizenznehmer die Erlaubnis erhalten, dieses Spektrum für einige Zeit zu mieten. In einem Papier, das seine Doktorarbeit vorwegnahm, schlug Mitola ein Zahlungssystem vor, das die Signalprotokolle verwenden würde. Mit einem solchen System scannt Ihr intelligentes Handheld das Spektrum, um einen Kanal zu finden, der gerade nicht verwendet wird. zum Beispiel könnte es einen finden, für den die örtliche Feuerwehr die Lizenz hatte, aber zur Miete anbietet. Ihr Radio würde bieten, um den Kanal zu mieten. Die Funkgeräte der Feuerwehr, die das Gebot erhalten, können zustimmen – oder auf andere Gebote warten. Aber sobald die Glocken des Senders läuteten und die Feuerwehrleute ihren Kanal wieder brauchten, würden ihre Radios den Mieter über den Haufen werfen. Mitola geht davon aus, dass der Besitzer des Kanals die Kontrolle in 25 Millisekunden wiedererlangen könnte – eine Verzögerung, die für menschliche Sprecher nicht wahrnehmbar wäre. Ihr kognitives Mobiltelefon würde sich abmelden, eine Rechnung für die verbrauchte Zeit abrechnen und bezahlen und dann nach einem anderen offenen Kanal suchen.

Die FCC unterstützt diese Vision und hat sich mit einem ungewöhnlichen Verbündeten zusammengetan: George Gilder, selbsternannter Seher des Telekosmos und Kritiker der FCC, weil sie Innovationen zurückhält. Gilder prognostiziert seit Jahren, dass die Intelligenz an den Rändern des drahtlosen Telekommunikationsnetzes zunehmen wird, was dazu führt, dass die Kanäle fließend werden. Drahtlose Geräte und Netzwerke, die flexible Software verwenden, werden die gesamte Welt der drahtlosen Kommunikation verändern, so wie Personalcomputer kabelgebundene Netzwerke verändert haben.

Die gewerblich begehrtesten Bereiche des Spektrums werden oft als erstklassige Strandliegenschaften bezeichnet. Aber Gilder möchte, dass die Leute aufhören, das Spektrum als eine Art ätherisches Analogon zum physischen Land zu betrachten. Smart Radios suggerieren nicht einen Strand, sondern die endlosen Wellen des Ozeans selbst. Sie können elektromagnetische Wellen ebensowenig leasen wie Meereswellen.

Die Bereitstellung dieses Ozeans für Milliarden von Menschen könnte eine Auswirkung flexibler softwarebasierter drahtloser Netzwerke sein. Aber noch bevor wir dieses Nirvana der Frequenzfülle erreichen, könnte die Technologie drahtlose Netzwerke kostengünstiger und zukunftssicherer machen – und die drahtlose Revolution am Laufen halten.

verbergen

Tatsächliche Technologien

Kategorie

Unkategorisiert

Technologie

Biotechnologie

Technologierichtlinie

Klimawandel

Mensch Und Technik

Silicon Valley

Computer

Mit News Magazine

Künstliche Intelligenz

Platz

Intelligente Städte

Blockchain

Reportage

Alumni-Profil

Alumni-Verbindung

Mit News Feature

1865

Meine Sicht

77 Mass Avenue

Treffen Sie Den Autor

Profile In Großzügigkeit

Auf Dem Campus Gesehen

Lerne Den Autor Kennen

Alumni-Briefe

Nicht Kategorisiert

77 Massenallee

Rechnen

Tech-Richtlinie

Lernen Sie Den Autor Kennen

Nachrichten

Wahl 2020

Mit Index

Unter Der Kuppel

Feuerwehrschlauch

Unendliche Geschichten

Pandemie-Technologieprojekt

Vom Präsidenten

Titelstory

Fotogallerie

Empfohlen