التكنولوجيا الجديدة التي يمكن أن تضاعف كفاءة الطيف اللاسلكي

ليس سراً أن طيف التردد اللاسلكي أصبح سلعة ثمينة. نظرًا لأن ملايين وملايين المستخدمين قد تحولوا من الهواتف المحمولة البسيطة إلى الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية الجديدة التي تحمل البيانات - بالإضافة إلى الصوت - فإن الطلبات على أنظمة الجيل الثالث 3G والجيل الرابع اللاسلكية آخذة في الارتفاع ، مما أدى إلى ما يشار إليه البعض باسم " أزمة الطيف "، التي يتوقع الخبراء أنها قد تتسبب في تجاوز الطلب الحالي على السعة الحالية في وقت قريب نسبيًا (راجع هذا المقال و Infographic من Mashable)

ولكن وسط تقارير من الوكالات الحكومية والشركات الخاصة التي تقوم بتجهيز قطعها الخاصة من الطيف اللاسلكي المكتظ بالسكان ، هناك أيضًا تقارير جديدة عن بعض التقنيات التي قد تنتهي بنا إلى الخروج من أزمة الطيف من خلال إعادة اختراع كيفية إرسال واستقبال الأجهزة اللاسلكية للإشارات . إليك ما قد يكون منافسًا رئيسيًا لمنع أو حل أزمة الطيف.

إشارات ثنائية الاتجاه ومجال إرسال الوقت

أفاد إصدار 2012 من جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد (UCR) أن أساتذتها الهندسيين وطلاب الدراسات العليا يقومون بتطوير نظريات حول استخدام الطيف مع وجود إمكانية كبيرة لإصلاح بعض مشكلات الطيف لدى مزودي الاتصالات. وبشكل أكثر تحديداً ، يعتقد باحثو UCR أن أنظمة الراديو ثنائية الاتجاه يمكن أن تسمح لأجهزة اليوم بالعمل على نصف الطيف اللاسلكي الذي يحتاجونه حاليًا.

الفكرة الأساسية هي أنه في الوقت الذي تستخدم فيه الهواتف المحمولة والأجهزة المحمولة اليوم قناتين منفصلتين لإرسال واستقبال الإشارات ، فقد يكون من الممكن دمج كل من هذه الإشارات في قناة واحدة من خلال عملية يطلق عليها باحثو UCR تشكيل شعاع مجال إرسال الوقت (TDTB). يعمل الأستاذان Yingbo Hua و Ping Liang على مسألة كيفية تنفيذ هذه التقنيات الجديدة ثنائية الاتجاه وتواصلا مع بعض مزودي الاتصالات الرئيسيين للتحدث عن إمكانية تجديد الأبراج والشبكات الخلوية. لقد استجابت Hua أيضًا للأسئلة الأساسية منا حول إمكانات هذه التقنية الجديدة.

كيف يعمل الازدواج الكامل

المنهجيات الفعلية لنقل قناتين الاتصالات المنفصلتين إلى قناة واحدة مغطاة بشدة بلغة الصناعة الهندسية (تتوفر ورقة بحث كاملة هنا). في الأساس ، تتعامل أساليب Hua and Liang مع ما يسمى بإلغاء التداخل الذاتي (SIC) ، حيث يتسبب الإرسال اللاسلكي المزدوج الاتجاه في حدوث تداخل قوي في الإشارة يمكن أن يزيل الإشارات الواردة الأضعف.

يمكن أن يتضمن تكوين حزمة إرسال المجال الزمني إنشاء أداة رقمية للواجهة الأمامية للتردد اللاسلكي والتي يمكن أن تساعد الجهاز على "سماع" الإشارات الأضعف عن طريق تقليل إلغاء التداخل الذاتي. في الردود على الأسئلة المتعلقة بهذه التقنية الجديدة في ديسمبر 2012 ، يتحدث فريق UCR عن إيجاد "نافذة تشبه إبرة الصمت" بزيادات ، من أجل العمل على التدخل الذاتي في الوقت الحقيقي.

قد يبدو أن شركات الاتصالات ستقفز في هذه الفرصة لتحرير المزيد من الطيف اللاسلكي وفتح البوابات أمام مستخدمين إضافيين ، ولكن في الواقع ، قد ينطوي اعتماد هذه التكنولوجيا على إصلاحات مكلفة. عندما سئل عن أكبر العقبات الحالية التي تحول دون التنفيذ على الوجهين ، قال هوا إن تنفيذ الأجهزة الفعلي يحتل المرتبة الأولى.

الجهود الحكومية لزيادة الطيف اللاسلكي

في نفس الوقت الذي تظهر فيه أخبار التكنولوجيا ثنائية الاتجاه ، فإن إدارة أوباما تقدم حلها الخاص لأزمة الطيف. تُظهر مذكرة البيت الأبيض الرسمية الصادرة في يونيو 2013 أن البيت الأبيض يطلب من الوكالات الفيدرالية النظر في الأجزاء غير المستخدمة من الطيف اللاسلكي المخصص لها والتي يمكن مشاركتها مع القطاع الخاص. كما تم تجميع فرقة عمل فريق سياسة الطيف وأعطيت ستة أشهر للبحث في الحوافز والإمكانيات التي تكتنف هذا النوع من المشاركة. وفي الوقت نفسه ، تسعى لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) أيضًا إلى إمكانية مزاد لأجزاء من الطيف التجاري.

هل الجهود الحكومية والبحث الجديد متبادل؟ ليس وفقا للمهندسين.

وقال هوا "إذا أصبح المزيد من الطيف متاحا ، فإن مضاعفة نطاق المجال الزمني يمكن أن يضاعف أيضا كفاءة استخدام الطيف الجديد."

شركات الاتصالات توافق. تظهر تقارير كهذه من CNNMoney كيف يقوم مقدمو خدمات الاتصالات اللاسلكية الكبار بتقييم مجموعة من الخيارات لتخفيف النقص في الطيف ، بينما تظهر تقارير العام الماضي أن شركة AT&T وغيرها من الشركات تقوم بالفعل بإنشاء بنية تحتية إضافية "للخلايا الصغيرة" كحل توقف.

هل يقرر السوق؟

ثم هناك فكرة فصل المزيد من المستخدمين عن الشبكات اللاسلكية. في حين أن أزمة الطيف ، التي تعتبر بلا شك أخباراً كبيرة ، تبدو مجرد مثال آخر على تطور المستهلك الذي أصبح غير مستدام (ذروة النفط ، أي شخص؟) ، قد تشير بعض أنواع السوق الحرة إلى أن ترك الطلب والعرض يعملان قد يحل السحر المشكلة "طبيعية". بعد كل شيء ، ليس بث الأفلام على الهاتف الذكي خدمة حيوية مثل النقل أو الرعاية الصحية ؛ إنه شيء اختياري حقًا ، ترف تكنولوجي جديد … على الرغم من أن بعض الآباء والأمهات الجدد قد يتوسلون إلى الاختلاف. بصرف النظر عن السجل السيئ للغاية لاقتصادات السوق الحرة في العقود القليلة الماضية ، فإن الافتقار إلى السعة المتاحة للشبكة لجميع مقاطع الفيديو على YouTube و Netflix يبدو مشكلة مصممة خصيصًا لـ "حل التسعير". هذا يعني أنه يجب علينا جميعًا أن نسأل أنفسنا فقط عن مدى استعدادنا لدفع ثمن خطة بيانات كاملة. (تعرف على كيفية الحفظ في خطتك الحالية في كيفية إيقاف الزيادة المفرطة في خطة بياناتك.)

على الرغم من أن بعض التقنيات التي يمكن أن تفتح الطيف اللاسلكي هي طرق جيدة ، تأكد من أن بعض المهندسين الكبار يعملون على دمج الطيف وفعاليته. يبدو أيضًا أن حلول التصميم ، بدلاً من حلول الحكومة أو حلول السوق ، قد تكون قاب قوسين أو أدنى.