Il circuito intelligente che raddoppia la larghezza di banda

Una startup nata da Stanford afferma di aver risolto un problema secolare nelle comunicazioni radio con un nuovo circuito e algoritmo che consente di inviare e ricevere dati sulla stessa frequenza radio, raddoppiando così la capacità wireless, almeno in teoria.

Sotto il cappuccio : Questo prototipo da banco di una nuova radio raddoppia la capacità sulle frequenze cellulari o Wi-Fi generando segnali che annullano la cosiddetta auto-interferenza.

L'azienda, Reti Kumu , ha dimostrato l'impresa in un prototipo e afferma di aver accettato di eseguire prove della tecnologia con i principali operatori wireless non specificati all'inizio del prossimo anno.

La tecnologia sottostante, nota come radio full-duplex, affronta un problema noto come auto-interferenza. Poiché le radio inviano e ricevono segnali, quelli che inviano sono miliardi di volte più potenti di quelli che ricevono. Qualsiasi tentativo di ricevere dati su una determinata frequenza è vanificato dal fatto che anche il ricevitore della radio sta captando il proprio segnale in uscita.

Per questo motivo, la maggior parte delle radio, comprese quelle nello smartphone, le stazioni base che le servono e i router Wi-Fi, inviano informazioni su una frequenza e ricevono su un'altra, oppure utilizzano la stessa frequenza ma si alternano rapidamente avanti e indietro. A causa di questa inefficienza, le radio utilizzano più spettro wireless del necessario.

Per risolvere questo problema, Kumu ha costruito un circuito estremamente veloce in grado di prevedere, momento per momento, quanta interferenza sta per creare il trasmettitore di una radio, e quindi genera un segnale di compensazione per annullarlo. Il circuito genera un nuovo segnale ad ogni pacchetto di dati inviato, consentendo di lavorare anche su dispositivi mobili, dove il processo di cancellazione dei segnali è più complesso perché gli oggetti su cui rimbalzano cambiano continuamente. Ciò è stato considerato impossibile negli ultimi 100 anni, afferma Sachin Katti, assistente professore di ingegneria elettrica e informatica a Stanford e amministratore delegato e cofondatore di Kumu.

Altre aziende, incluso il produttore di modem satellitari Comtech , che in precedenza utilizzava l'autocancellazione per aumentare la larghezza di banda sulle comunicazioni satellitari. Ma il team di Stanford è il primo a dimostrarlo nelle radio utilizzate in reti come LTE e Wi-Fi, che richiedevano la cancellazione di segnali cinque ordini di grandezza più forti. (Maggiori dettagli possono essere trovati in questo carta .)

Jeff Reed, direttore del centro di ricerca wireless presso Virginia Tech, afferma che il nuovo impianto radio sembra essere un grande progresso, ma è in attesa di risultati reali. Se le loro affermazioni sono vere, si tratta di numeri davvero impressionanti, afferma Reed. Richiede un tempismo molto preciso per riuscirci.

Questa tecnologia full-duplex non è l'unico trucco che può apparentemente tirare fuori dal nulla la nuova capacità wireless. Nuovi modi di codificare i dati hanno la possibilità di rendere le reti wireless fino a 10 volte più efficienti in alcuni casi (vedi A Bandwidth Breakthrough ). Vari sforzi di ricerca stanno perfezionando nuovi trucchi di rilevamento e commutazione ultraveloci per cambiare le frequenze al volo, facendo così un uso molto migliore dello spettro disponibile (vedi Frequency Hopping Radio Wastes Less Spectrum). E gli strumenti software emergenti consentono una rapida riconfigurazione delle reti cablate e wireless, creando nuove efficienze (vedi TR10: Software-Defined Networking). Gran parte dello spettro è enormemente sottoutilizzato e questo è uno degli strumenti da utilizzare per utilizzare meglio lo spettro, afferma Muriel Medard, professore al Research Laboratory of Electronics del MIT e leader nel campo della codifica di rete.

La tecnologia di Kumu, anche se funziona perfettamente, non fornirà grandi vantaggi in tutte le situazioni. Nei casi in cui la maggior parte del traffico va in una direzione, ad esempio durante il download di un video, la tecnologia full-duplex apre capacità di cui non hai effettivamente bisogno, come l'aggiunta di corsie in entrata durante il traffico serale in uscita nelle ore di punta. Tuttavia, Katti vede vantaggi su ogni dispositivo wireless esistente, dai telefoni cellulari e torri al Wi-Fi al Bluetooth e tutto il resto. Kumu Networks ha ricevuto 10 milioni di dollari da investitori, tra cui Khosla Ventures e New Enterprise Associates.

nascondere