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スマートフォンの急速な成長により、ワイヤレスネットワークでのデータ送信は壊滅的な周波数不足に直面する可能性があるため、ホワイトハウスアドバイザリーグループは、モバイルオペレーターと研究所に、スペクトルをより効率的に使用するためのソリューションを見つける努力を強化しています。
1つの解決策は、いわゆるコグニティブ無線を使用することです。コグニティブ無線は、現在使用されていない周波数帯域を検出し、データ転送を中断せずにそのような空きチャネルを切り替えることができます。
ニュージャージー州の新興企業は最近、コグニティブ無線の原理を使用して、これまでで最速のプロトタイプを作成しました。 プロトタイプは可能な限り最大の周波数範囲で動作し、この技術のモデルの中で最初のものの1つであり、将来マス市場に参入し、スペクトルをより効率的に使用できるようになります。
これは、ニュージャージー州オーシャングローブのRadio Technology Systemsによって作成されたCogRadioと呼ばれるデバイスです。 このデバイスは、あるワイヤレスチャネルから別のワイヤレスチャネルにすばやく切り替えられると同時に、途切れることなくビデオストリームをブロードキャストできます。また、商用製品で使用されるソフトウェアのテストおよびテストにも使用されます。
「これは、以前は研究者が利用できなかった最も便利で多用途のブロードバンドデバイスです」と、CogRadioソフトウェアを開発したラトガース大学のWinlabディレクターであるDipankara Raychaudhuri氏は述べています。 彼は、既存のモデルは十分な速度で切り替えることができず、スペクトルと帯域幅の範囲が限られていると言います。 「今日、これは利用可能なコグニティブ無線の最高の実験プロトタイプであり、誰もがこのような技術のテストと展開に関心があるため、非常に重要です。」
これは、テレビ、Wi-Fi、GSMの周波数を含む、100 MHz〜7.5 GHzの範囲で動作可能な最初のデバイスです。 このデバイスは、占有されていない周波数を検出し、50マイクロ秒で、場合によっては1マイクロ秒でそれらを切り替えることができます。 これはスイッチング速度の記録です、とベル・ラボの卒業生であるピーター・ウォリアンスキーは言った。彼はこのデバイスを開発してからスタートアップを設立した。
このデバイスは、400 Mbpsの速度でデータを送信できます。これは、既存のWi-Fiデバイスよりもはるかに高速です。
この技術を使用して作成された商用ワイヤレスシステムは、新しいサービスを提供できます。 そしてもちろん、このテクノロジーが大企業に支配されている大衆市場に参入すると、競争が生まれ、その結果、エンドユーザーのワイヤレスアクセスの価格が低下します。
現在、デバイスの価格は6000ドルですが、他の同様のデバイスよりも安価です。
価格は下がり、そのようなデバイスは、豊かな研究所だけでなく、コグニティブ無線用のソフトウェアの開発に関与する幅広い小規模企業にも余裕があります。 「ワイヤレステクノロジーを研究している人々にとって、このようなデバイスを作成して動作させることは非常に困難です」とWoliansky氏は言います。
CogRadioは、ワイヤレス通信とスマートフォンがインターネットにアクセスするための主要な手段と考えられているモバイル指向のインターネットアクセスを作成するための全米科学財団の研究作業の試験場として機能します（プロジェクトはRaychaudhuri Labsに本部があります）
CogRadioは、そのソフトウェアが開発されたコロラド大学ボルダーで開催される最初の屋外コグニティブ無線テストの1つでも使用されます。 （コグニティブ無線の研究は、有害な干渉の可能性があるため、主にシールドされた実験室で行われましたが、米国連邦通信委員会は屋外試験の許可の発行を開始しました）。
また、バージニア工科大学の研究者は、こうしたデバイスを使用して、警察や消防士向けの次世代高速ブロードバンドチャネル、およびビデオ送信やインターネットアクセスを含むその他の緊急サービスを開発します。
コグニティブ無線は、多数の新しいサービスを作成できます。 たとえば、今日では小規模なマイクロセル無線基地局で行われているWi-Fiにセルラーコールをルーティングできます。また、ファイバーを使用してインターネットにアクセスするのを避け、代わりに400 MHz帯域の既存のテレビスペクトルを使用できます。
そのようなすべてのプロジェクトでの大きな問題は、高速周波数スイッチングと高帯域幅です。 「おそらく非常に広い範囲で、周波数から周波数にすばやく切り替える必要があります。空きチャネルを見つけたら、データを転送するためにできるだけ多くの帯域幅を使用する必要があり、実際には非常に困難です」と、プロジェクトディレクターのチップエリオットは言いますマサチューセッツ州ケンブリッジのBBNでのコグニティブNSF無線プロジェクト。 「このラジオはそのようなものに最適です。」
いつか、将来のスマートフォンやその他のデバイスには、これらのテクノロジーの一部が含まれるでしょう。 「これは、高性能を実現し、コグニティブ無線を使用するための重要なマイルストーンですが、チップ設計、インターフェースなど、やらなければならないことがたくさんあります」とレイチャウディは言います。 他の企業や研究グループもコグニティブ無線の改善と強化に取り組んでいます。
モバイルネットワークの要件が増大するにつれて、情熱が高まっています。 Bell Labsは、2016年までにモバイルトラフィックが25倍になると予測しています。 FCCは、既存のスペクトルが来年終了し、新しい技術が不可欠であることを明確にしています。
ワイヤレステクノロジーに関する今後のホワイトハウスレポートは、Google CEOのEric Schmidtと、Microsoftのシニアフェロー兼ストラテジストであるCraig Mandyを含む共著です。 FCC会長のジュリアス・ゲナコウスキーは、業界に新しい技術の開発を推進しています。