La nuova tecnologia che potrebbe raddoppiare l'efficienza dello spettro wireless

Non è un segreto che lo spettro delle frequenze wireless stia diventando un bene prezioso. Poiché milioni e milioni di utenti sono passati da semplici telefoni cellulari a nuovi dispositivi smartphone e tablet che trasportano dati, nonché voce, le richieste sui sistemi wireless 3G e 4G sono in aumento, portando a ciò che alcuni chiamano " crunch dello spettro ", che secondo gli esperti potrebbe lasciare la domanda superando relativamente presto la capacità attuale (vedi questo articolo e infografica di Mashable)

Ma tra i rapporti di agenzie governative e aziende private che ritagliano i propri pezzi di uno spettro wireless più popolato, ci sono anche nuovi rapporti su alcune tecnologie che potrebbero finire per farci uscire da una crisi dello spettro reinventando il modo in cui i dispositivi wireless trasmettono e ricevono segnali . Ecco cosa potrebbe essere un contendente al top per prevenire o risolvere una crisi dello spettro.

Segnali Full-Duplex e Time Domain Trasmettono Beamforming

In una pubblicazione del 2012 dell'Università della California, Riverside (UCR) ha riferito che i suoi professori di ingegneria e studenti universitari stanno sviluppando teorie sull'uso dello spettro con un grande potenziale per risolvere alcuni problemi di spettro dei fornitori di telecomunicazioni. Più specificamente, i ricercatori UCR ritengono che i sistemi radio full-duplex potrebbero consentire ai dispositivi di oggi di operare su metà dello spettro wireless di cui attualmente hanno bisogno.

L'idea di base è che mentre i telefoni cellulari e i dispositivi mobili di oggi utilizzano due canali separati per la trasmissione e la ricezione di segnali, potrebbe essere possibile combinare entrambi questi segnali in un canale attraverso un processo che i ricercatori UCR chiamano beamforming a trasmissione nel dominio del tempo (TDTB). I professori Yingbo Hua e Ping Liang hanno lavorato sulla questione di come implementare queste nuove tecnologie full duplex e hanno contattato alcuni dei principali fornitori di telecomunicazioni per parlare del potenziale di rinnovamento di torri e reti cellulari. Hua ha anche risposto alle nostre domande di base sul potenziale di questa nuova tecnologia.

Come funziona Full Duplex

Le attuali metodologie per spostare i due canali di comunicazione separati in uno sono fortemente occultate nel gergo dell'industria metalmeccanica (un documento di ricerca completo è disponibile qui). In sostanza, i metodi di Hua e Liang si occupano della cosiddetta cancellazione dell'interferenza automatica (SIC), in cui una trasmissione radio full duplex provoca forti interferenze del segnale che possono attutire i segnali in arrivo più deboli.

Il beamforming di trasmissione nel dominio del tempo può comportare la creazione di uno strumento digitale per il front-end a radiofrequenza che può aiutare un dispositivo a "sentire" i segnali più deboli minimizzando la cancellazione di auto-interferenza. In risposta alle domande su questa nuova tecnologia nel dicembre 2012, il team di UCR parla della ricerca di una "finestra di silenzio ad ago" in incrementi, al fine di lavorare sull'autointerferenza in tempo reale.

Potrebbe sembrare che le società di telecomunicazioni coglierebbero l'occasione per liberare molto di più dallo spettro wireless e aprire le porte per altri utenti, ma in realtà l'adozione di questa tecnologia potrebbe comportare costose revisioni. Alla domanda sulle maggiori barriere attuali all'implementazione full duplex, Hua ha affermato che l'attuale implementazione hardware si colloca al primo posto.

Gli sforzi del governo per massimizzare lo spettro wireless

Allo stesso tempo, mentre stanno arrivando notizie sulla tecnologia full duplex, l'amministrazione Obama sta portando la propria soluzione alla crisi dello spettro. Un appunto ufficiale della Casa Bianca del giugno 2013 mostra che la Casa Bianca chiede alle agenzie federali di esaminare parti inutilizzate del loro spettro wireless allocato che potrebbero essere condivise con il settore privato. È stata inoltre creata una task force del team per le politiche dello spettro che ha ricevuto sei mesi per la ricerca di incentivi e possibilità intorno a questo tipo di condivisione. Nel frattempo, anche la Federal Communications Commission (FCC) persegue la possibilità di un'asta di parti dello spettro commerciale.

Gli sforzi del governo e le nuove ricerche si escludono a vicenda? Non secondo gli ingegneri.

"Se diventa disponibile più spettro", ha affermato Hua, "il beamforming nel dominio del tempo può anche raddoppiare l'efficienza dell'uso del nuovo spettro".

Le società di telecomunicazioni sono d'accordo. Rapporti come questo di CNNMoney mostrano come i grandi provider wireless stiano valutando una gamma di opzioni per alleviare la carenza di spettro, mentre i rapporti dello scorso anno mostrano che AT&T e altre aziende stanno già installando un'infrastruttura "small cell" aggiuntiva come soluzione stop-gap.

Il mercato deciderà?

Poi c'è l'idea di liberare più utenti dalle reti wireless. Mentre la crisi dello spettro, che è senza dubbio una grande novità, sembra solo un altro esempio di evoluzione del consumatore che è cresciuta fino a diventare insostenibile (picco del petrolio, chiunque?), Alcuni tipi di libero mercato potrebbero suggerire che lasciare che la domanda e l'offerta lavorino la loro magia possa risolvere il problema "naturalmente". Dopotutto, lo streaming di film su uno smartphone non è un servizio vitale quanto il trasporto o l'assistenza sanitaria; è qualcosa di veramente elettivo, un nuovo lusso tecnologico … anche se alcuni nuovi genitori potrebbero supporre di essere diversi. A prescindere dal curriculum clamorosamente negativo di economia di libero mercato negli ultimi decenni, la mancanza di capacità di rete disponibile per tutti quei video di YouTube e Netflix sembra un problema fatto su misura per una "soluzione di prezzo". Ciò significa che dovremmo chiederci tutti quanto siamo disposti a pagare per un piano dati completo. (Scopri come risparmiare sul tuo piano attuale in Come fermare le eccedenze nel tuo piano dati.)

Sebbene alcune tecnologie che potrebbero spalancare lo spettro wireless siano un buon modo per uscire, certi che alcuni dei migliori ingegneri stanno lavorando al consolidamento dello spettro e all'efficienza. Sembra anche che soluzioni di design, piuttosto che soluzioni governative o di mercato, possano essere proprio dietro l'angolo.