Новая волна в беспроводной связи: Национальная радиодинамическая зона

Jun 13, 2023

ISI возглавляет инициативу в партнерстве с Национальным научным фондом (NSF), Национальной лабораторией Айдахо (INL) и Университетом Юты (UoU) по расширению доступа к спектру по всей стране.

Фото предоставлено: EleonImages

Поскольку мир переживает беспрецедентные волны технологических инноваций, потребности в коммуникации растут. Благодаря нашим смартфонам, планшетам, компьютерам и даже умным часам службам беспроводной связи становится все труднее удовлетворять постоянно растущий спрос.

Каждая новая разработка требует все большего количества ограниченного ресурса, который делает возможным общение по воздушным путям, известному как электромагнитный спектр. Чем больше мы внедряем инновации, тем больше доступа к спектру или пропускной способности нам нужно.

Ученые предвидят будущее, в котором мы общаемся посредством виртуальной реальности или аватаров, для функционирования которых, как вы уже догадались, потребуется еще большая пропускная способность.

И вот что самое интересное: эти услуги беспроводной связи также конкурируют с научной деятельностью, такой как радиоастрономия и исследования климата, за доступ к спектру. Сейчас их просто не хватает.

Ограниченная доступность спектра буквально препятствует развитию науки и развитию более быстрой связи для общества в целом.

Нам нужно решение, и оно нужно нам быстро.

Алефия Хуссейн из Института информационных наук Университета Южной Калифорнии Витерби (ISI), Арупджьоти Бхуян из Национальной лаборатории Айдахо (INL) и Роберт Риччи из Университета Юты (UoU) сотрудничают в разработке предложения, известного как Инициатива расширенного спектра для исследований и экспериментов. (СТРЕМЛЕНИЕ).

ASPIRE стремится обеспечить такую ​​доступность полосы пропускания посредством проекта, спонсируемого Национальным научным фондом (NSF), известного как «Инновационная инициатива в области спектра: национальные радиодинамические зоны» (SII-NRDZ). Целью SII-NRDZ является решение этих проблем посредством динамического совместного использования спектра.

Программа SII-NRDZ поддерживает финансированием перспективные проектные предложения от исследователей совместного использования спектра. ASPIRE получил награду NSF за разработку и внедрение и впоследствии был запущен всего несколько месяцев назад, в январе.

В центре проекта лежат радиодинамические зоны: географически ограниченные территории, способные автономно регулировать и контролировать электромагнитную энергию, входящую или выходящую из параметров.

Алефия Хуссейн, ведущий исследователь ISI, сказала, что план состоит в том, чтобы использовать выделенные радиодинамические зоны в качестве испытательных площадок для экспериментов с динамическим разделением спектра посредством полевых испытаний и искать способы, которыми «несколько объектов могут гармонично сосуществовать». Другими словами, команда находит новые способы удовлетворения потребностей коммерческих и научных групп одновременно.

«Радиодинамическая зона создает, по сути, эти экспериментальные пространства для испытательных стендов, которые позволяют нам исследовать, какая комбинация частотного мультиплексирования или временного мультиплексирования является хорошей в пространстве спектра, чтобы иметь возможность эффективно его использовать», — сказала она.

Соединенные Штаты решили проблему управления доступом к спектру путем создания диаграммы распределения, которая сегментирует с помощью цветовых кодов частоты, принадлежащие каждой службе. Это работало десятилетиями, но теперь, когда мы используем весь спектр, сглаживание неэффективности диаграммы имеет решающее значение для открытия большего доступа.

Например, с помощью диаграммы отдельная служба может работать только в назначенном для нее месте, что, по словам Хуссейна, может быть расточительным, поскольку доступный доступ к спектру часто остается неиспользованным.

«Традиционно этот спектр давался одному объекту, и только он его использовал. Было много случаев, когда они его не использовали, но, поскольку никому другому не разрешалось его использовать, при таком механизме фиксированного распределения он тратится впустую». она объяснила.

Цель, по ее словам, состоит в том, чтобы иметь более «динамичное и гибкое распределение», чтобы однажды диаграмму можно было заменить саморегулирующейся радиодинамической зоной, которая одновременно распределяет доступ к спектру более эффективно и перераспределяет его для удовлетворения насущных потребностей.