211service.com
Het slimme circuit dat de bandbreedte verdubbelt
Een startup uit Stanford zegt dat het een eeuwenoud probleem in radiocommunicatie heeft opgelost met een nieuw circuit en algoritme waarmee gegevens op dezelfde radiofrequentie kunnen worden verzonden en ontvangen, waardoor de draadloze capaciteit wordt verdubbeld, althans in theorie.
Onder de motorkap : Dit benchtop-prototype van een nieuwe radio verdubbelt de capaciteit op mobiele of wifi-frequenties door signalen te genereren die zogenaamde zelfinterferentie opheffen.
Het bedrijf, Kumu-netwerken , heeft de prestatie gedemonstreerd in een prototype en zegt dat het heeft ingestemd om begin volgend jaar proeven van de technologie uit te voeren met niet-gespecificeerde grote draadloze providers.
De onderliggende technologie, bekend als full-duplex radio, pakt een probleem aan dat bekend staat als zelfinterferentie. Omdat radio's signalen verzenden en ontvangen, zijn degenen die ze verzenden miljarden keren sterker dan degenen die ze ontvangen. Elke poging om gegevens op een bepaalde frequentie te ontvangen, wordt gedwarsboomd door het feit dat de ontvanger van de radio ook zijn eigen uitgaande signaal opvangt.
Om deze reden verzenden de meeste radio's - inclusief die op uw smartphone, de basisstations die ze bedienen en Wi-Fi-routers - informatie op de ene frequentie en ontvangen op een andere, of gebruiken dezelfde frequentie maar schakelen snel heen en weer. Vanwege deze inefficiëntie gebruiken radio's meer draadloos spectrum dan nodig is.
Om dit op te lossen, bouwde Kumu een extreem snel circuit dat van moment tot moment kan voorspellen hoeveel interferentie de zender van een radio op het punt staat te creëren, en vervolgens een compenserend signaal genereert om dit op te heffen. Het circuit genereert een nieuw signaal bij elk verzonden gegevenspakket, waardoor het zelfs mogelijk is om te werken op mobiele apparaten, waar het proces van het annuleren van signalen complexer is omdat de objecten die ze weerkaatsen voortdurend veranderen. Dit werd de afgelopen 100 jaar als onmogelijk beschouwd, zegt Sachin Katti, assistent-professor elektrotechniek en computerwetenschappen aan Stanford, en Kumu's chief executive en medeoprichter.
Andere bedrijven, waaronder fabrikant van satellietmodems Comtech , eerder gebruikte zelfannulering om de bandbreedte op satellietcommunicatie te vergroten. Maar het Stanford-team is de eerste die het demonstreert in de radio's die worden gebruikt in netwerken zoals LTE en Wi-Fi, waarvoor signalen moesten worden geannuleerd die vijf orden van grootte sterker waren. (Meer details vind je in deze papier .)
Jeff Reed, directeur van het draadloze onderzoekscentrum van Virginia Tech, zegt dat de nieuwe radio-installatie een grote vooruitgang lijkt te zijn, maar hij wacht op echte resultaten. Als hun beweringen waar zijn, zijn dat enkele zeer indrukwekkende cijfers, zegt Reed. Het vereist een zeer nauwkeurige timing om dit voor elkaar te krijgen.
Deze full-duplex technologie is niet de enige truc die schijnbaar nieuwe draadloze capaciteit uit de lucht kan halen. Nieuwe manieren om gegevens te coderen bieden de kans om draadloze netwerken in sommige gevallen wel 10 keer efficiënter te maken (zie Een doorbraak in bandbreedte). Verschillende onderzoeksinspanningen verbeteren nieuwe ultrasnelle detectie- en schakeltrucs om de frequenties on-the-fly te veranderen, waardoor veel beter gebruik wordt gemaakt van het beschikbare spectrum (zie Frequency Hopping Radio Wastes Less Spectrum). En opkomende softwaretools maken een snelle herconfiguratie van bekabelde en draadloze netwerken mogelijk, waardoor nieuwe efficiëntie wordt gecreëerd (zie TR10: Software-Defined Networking). Een groot deel van het spectrum wordt enorm onderbenut, en dit is een van de tools om daar een beter gebruik van te maken, zegt Muriel Medard, een professor aan MIT's Research Laboratory of Electronics, en een leider op het gebied van netwerkcodering.
Kumu's technologie, zelfs als deze perfect werkt, zal niet in alle situaties een groot voordeel opleveren. In gevallen waarin het meeste verkeer in één richting gaat, zoals tijdens het downloaden van een video, opent full-duplex-technologie capaciteit die u eigenlijk niet nodig hebt, zoals het toevoegen van inkomende rijstroken tijdens uitgaand spitsverkeer in de avond. Desalniettemin ziet Katti voordelen in elk bestaand draadloos apparaat, van mobiele telefoons en torens tot wifi tot Bluetooth en alles daartussenin. Kumu Networks heeft $10 miljoen ontvangen van investeerders, waaronder Khosla Ventures en New Enterprise Associates.