Wi-Fi via White Spaces

Langrækkende, lavpris trådløst internet kunne snart leveres ved hjælp af radiospektrum, når først det er reserveret til brug af tv-stationer. Tegningerne til et computernetværk, der bruger hvide mellemrum, som er tomme fragmenter af spektret spredt mellem brugte frekvenser, præsenteres i dag kl. ACM SIGCOMM 2009 , en kommunikationskonference afholdt i Barcelona, ​​Spanien.

Hvide mellemrum: Adgang til internettet via ubrugte dele af tv-spektret kunne give gode langdistanceforbindelser i landdistrikter og hjælpe med at udfylde huller i bynetværk. Microsoft-forskere testede en ny protokol, kaldet White Fi, ved hjælp af enheden vist her.

Tv-stationer har traditionelt udsendt over lavere frekvenser, der bærer information over længere afstande. Men med den igangværende overgang fra analoge til digitale udsendelser åbner der sig flere ubrugte frekvenser end nogensinde.

Ved at benytte disse lavere frekvenser burde det være lettere at give bredbåndsinternetadgang i landdistrikter og udfylde huller i byernes Wi-Fi-netværk. For eksempel tilbyder spektret mellem 512 megahertz og 698 megahertz, som oprindeligt blev tildelt analoge tv-kanaler fra 21 til 51, en længere rækkevidde end konventionelt Wi-Fi, som opererer ved 2,4 gigahertz. Forestil dig potentialet, hvis du kunne oprette forbindelse til din hjemme-[internet]-router fra op til en kilometer, siger Ranveer Chandra , medlem af Networking Research Group hos Microsoft Research bag projektet.

FCC afgjorde i november sidste år, at virksomheder kunne bygge enheder, der transmitterer over hvide områder, men stillede også strenge krav om, at dette ikke skulle forstyrre eksisterende udsendelser, både fra tv-stationer og fra andre trådløse enheder, der opererer inden for samme spektrum. Chandra og hans kolleger designede et sæt protokoller, som de kalder White Fi, for med succes at navigere i de vanskelige regulatoriske og tekniske forhindringer, der er forbundet med at bruge hvide mellemrum.

Det er et helt andet paradigme for trådløst netværk, siger Chandra. Indtil nu fik du i trådløse netværk et spektrum, og du ville dele det med alle andre. Alle var ligeværdige interessenter. Nu har du dette spektrum, hvor der er visse personer, der er primære brugere.

En af de vigtigste forhindringer for Chandras gruppe var at håndtere et netværk af forskellige enheder; tidligere fokuserede arbejdet på at sende og modtage signaler mellem individuelle enheder over hvide områder.

Opsætning af en gruppe af enheder til at kommunikere over hvide mellemrumsfrekvenser er et mere kompliceret forslag, fordi hvidrumsenheder skal finde tilgængeligt spektrum, som kan ændre sig afhængigt af hvor og hvornår enheden fungerer. Forskerne designede et system, der består af et trådløst adgangspunkt, ligesom routeren, der bruges i Wi-Fi-netværk, og de mobile enheder, der kommunikerer med det.

White Fi er designet, så hver enhed måler spektrumforholdene omkring den og arbejder sammen med de andre for at finde tilgængelige frekvenser. Fordi interferens kan forekomme når som helst, kan systemet flytte til et andet spektrum, hvis det er nødvendigt.

Nogle af de udfordringer, som gruppen stod over for, opstod på grund af den udefinerede natur af hvide mellemrumsfrekvenser. . Forskerne designede deres algoritmer til at bestemme den ideelle mængde frekvensbåndbredde til at bruge til en udsendelse, og balancerede ønsket om et stærkt signal mod muligheden for interferens med nabofrekvenser. De skulle også designe en måde, hvorpå mobile enheder kunne finde et signal fra et adgangspunkt.

En af de vigtigste dele af White Fi-systemet er en protokol til at håndtere kollisioner mellem forskellige signaler (især dem fra trådløse mikrofoner, som kan tænde når som helst). Selv en enkelt pakke med interferens er nok til at producere hørbare forstyrrelser for en mikrofon. Selvom interferens kun påvirker én enhed på netværket, forbyder strenge regler alle enheder på netværket at bruge den kanal. Det kom forskerne uden om ved at designe adgangspunktet, så det bevarer en backup-kanal. Hvis der registreres en anden bruger, skifter whitespace-enheden eller adgangspunktet straks til backupkanalen, som omtildeler båndbreddebrug efter behov.

Peter Steenkiste , en professor i datalogi ved Carnegie Mellon University, som har specialiseret sig i netværk, siger, at tidligere arbejde med hvide mellemrum har fokuseret på at løse et problem ad gangen. Det, som jeg synes er meget interessant ved det her papir, er, at det virkelig har set på, hvordan man sætter et komplet system sammen, siger han.

Steenkiste tilføjer, at der er en masse praktiske problemer, som de har bekymret sig om. Især, siger han, antog forskerne ikke et ideelt, kontrolleret miljø for deres system. De tog snarere højde for problemer som målestøj og den uforudsigelige opførsel af trådløse mikrofoner. [Forskning] har et svar på hvert spørgsmål, siger Steenkiste.

Chandra siger, at hans gruppe for nylig modtog en eksperimentel licens fra FCC, der giver dem mulighed for at bygge en prototype White Fi-system på Microsoft Research Campus i Redmond, WA. De planlægger at sende deres resultater til FCC i håb om, at dataene vil hjælpe med at bestemme fremtidige regler for hvidt rum. Chandra bemærker, at siden overgangen fra analogt til digitalt tv sker på verdensplan, er der et højt niveau af international interesse for amerikanske eksperimenter med hvidt rum. Forskere og virksomheder over hele verden leder efter teknologier til at udnytte de fragmenter af spektrum, der vil åbne sig i de kommende år, siger han.

skjule