Universālais mobilais tālrunis

Lielā bezvadu revolūcija, kas deviņdesmitajos gados pacēlās līdz ar iespaidīgo mobilo tālruņu izplatību un kurai ir jāparedz platjoslas interneta pieslēgums jūsu kabatā, ir grūtībās.

Pieprasījums strauji pieaug, liekot bezvadu iekārtu ražotājiem un tīkla operatoriem ieguldīt miljardus, lai apmierinātu cilvēces neizsīkstošās vēlmes pēc savienojuma jebkurā vietā un laikā. Mobilo tālruņu pārdošanas apjomi pasaulē pieauga no septiņiem miljoniem 1990. gadā līdz 700 miljoniem pagājušajā gadā, un tiek prognozēts, ka 2005. gadā tas sasniegs 1,7 miljardus. Arvien vairāk lietotāju sagaida, ka viņu tālruņi nodrošinās ļoti skaidrus balss signālus un saņems e-pastu, lai gan lēni. .

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2001. gada aprīļa numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Taču, kā zina neapmierinātie zvanītāji, saziņa ar mobilajiem tālruņiem ir sarežģīta. Problēma: mūsdienu bezvadu tīklos tiek izmantots nesaderīgu pārraides standartu labirints, tāpēc ceļu karavīriem ceļojuma laikā netiek garantēts numura sastādīšanas signāls. Tikai ASV bezvadu operatori izmanto trīs konkurējošus standartus, un tikai viens no tiem ir saderīgs ar vadošo standartu Eiropā, kuram pašam ir vairāki varianti. Lielākā daļa Āzijas bezvadu tīklu ir veidoti pēc cita standarta. Šī radioviļņu Babel neļauj vairumam mobilo tālruņu ASV būt dzīvotspējīgiem citur. Tas arī ierobežo ASV ražotāju apjomradītus ietaupījumus salīdzinājumā ar ārvalstu konkurentiem.

Bezvadu revolūcijas problēmas pārsniedz pretrunīgus standartus. Patērētāji pastāvīgi sagaida uzlabotas funkcijas, tāpēc modeļi, kas, piemēram, 1995. gadā, šķitīs antīki līdz 2003. gadam. Līdz tam laikam gandrīz visi jaunie mobilie tālruņi piedāvās kāda veida piekļuvi internetam. Piemēram, miljoniem cilvēku Japānā izmantoja i-mode — pakalpojumu, kas ļauj izmantot mobilos tālruņus, lai nosūtītu īsziņas, iegādātos akcijas un pārbaudītu sporta rezultātus. Visā pasaulē uzņēmumi tērē miljardus, lai izveidotu jaunu tīklu, ko parasti dēvē par trešās paaudzes jeb 3G, kas paredzēts, lai jūsu mobilajā tālrunī nodrošinātu platjoslas tīmekļa lapas, mūziku un pat video.

Lai cik aizraujoši patērētājiem tas būtu, šiem sasniegumiem ir sava cena, jo pašlaik nav vienkārša veida, kā uzlabot mobilos tālruņus vai bāzes stacijas, kas pārraida signālus tīklā, nemainot aparatūru. Turklāt bezvadu nozare nevar paredzēt, kuri piedāvājumi būs ieguvēji; nepareizas uzminēšanas sekas var būt postošas. Pagājušajā gadā Eiropas bezvadu operatori daudz iztērēja, lai piedāvātu tālruņus, kas aprīkoti ar formātu, kas pazīstams kā Wireless Access Protocol, bet pircēja publika bija nepacietīga ar to lēno lejupielādes ātrumu. Pieprasījums bija niecīgs.

Nav brīnums, ka bezvadu uzņēmumi meklē veidus, kā padarīt savus tīklus elastīgus, lai izvairītos no dārgas modernizācijas, mainoties pieprasījumam. Galvenais varētu būt tehnoloģija, kuru vispirms izstrādāja militārpersonas un kuru tagad izmanto vairāki tehnoloģiju līderi. Eksperti šo paņēmienu pazīst kā programmatūras definētu radio vai SDR. (Radio šeit attiecas nevis uz AM vai FM, bet uz jebkuru aprīkojumu, kas sazinās pa radioviļņiem radiofrekvencēs, kā to dara mobilie tālruņi.) Šīs jaunās pieejas priekšrocība ir tā, ka tā pārceļ bezvadu ierīču darba slodzi no īpašiem komponentiem uz programmatūru. ko var pārprogrammēt, lai darbotos ar citu standartu vai pievienotu lietojumprogrammas. Tas ir pilnīgi atšķirīgs no mūsdienu mobilajiem tālruņiem un bāzes stacijām, kurās gandrīz visu signālu apstrādi veic elektroniskās shēmas, kas paredzētas vienai un tikai vienai darbībai.

Migrācija uz bezvadu tīkliem, kas ir pielāgojami, jo tiek izmantota pārprogrammējama programmatūra, ir viena no svarīgākajām mūsdienu tehnoloģiju tendencēm, saka analītiķis Kreigs Matiass no MobileInsights Mauntinvjū, Kalifornijā. Džeimss Gunns no Dalasas konsultāciju firmas Forward Concepts šo tendenci dēvē par revolucionāru nākamo soli, kas nepieciešams bezvadu tehnoloģijām.

Elastīga programmatūra varētu arī palīdzēt atrisināt citu pamata problēmu visam bezvadu uzņēmumam: spektra (vai joslas platuma) trūkums. Tā kā pieprasījums pēc bezvadu sakariem eksplodējas, rodas nepieciešamo frekvenču kanālu trūkums. Federālā sakaru komisija nesen secināja, ka tīkli, kas izmanto pārprogrammējamu programmatūru, varētu mazināt šo trūkumu, jo tie varētu meklēt un izmantot īslaicīgi neaizņemtus kanālus. Pagājušā gada decembrī FCC ierosināja noteikumus par iekārtu un programmatūras licencēšanu, lai paātrinātu šīs tehnoloģijas pārņemšanu ASV.

Vairāk kā dators

Pirmie mobilie tālruņi balstījās uz desmitiem aparatūras komponentu. Pēdējo 15 gadu laikā ir pievienotas programmējamas mikroshēmas, taču to funkcija ražošanas laikā ir nemainīga. Mūsdienās mobilo tālruņu klausulēs un bāzes stacijās lielāko daļu darba veic īpašas, vienlietojamas mikroshēmas; šīs mikroshēmas ir izgatavotas pēc iespējas vienkāršākas, lai samazinātu izmaksas.

Ņemot vērā pretrunīgo standartu sajukumu un nevienmērīgo nākamās paaudzes bezvadu platjoslas parādīšanos, ražotāji, piemēram, Motorola, sāk uzskatīt īpašus komponentus kā atbildību. Ražotājs, kurš nepareizi uzminēs nākotnes standartu, savās noliktavās atradīs daudz nederīgu atkritumu. Kā saka Kens Riordans no Motorola personīgo komunikāciju sektora Libertivilā, IL: ja jūs izmantojat savu risinājumu aparatūrai un kļūdāties, jūs nonāksit ļoti apdraudētā situācijā.

Tātad vispārīgāka programmatūra, ko var pārprogrammēt, izskatās pievilcīga. Neviens neizprot kompromisus labāk kā Džozefs Mitola III, radioinženieris, kuru daudzi iekšējie uzskata par galveno novatoru šajā jomā. Dzīves sākumā Mitola aizrāvās ar datora kodu; viņš apguva Fortran, mācoties vidusskolā Providensas, RI, 1960. gados. Kad viņš nokļuva koledžā – Ziemeļaustrumu universitātē Bostonā, viņš saka, ka bija viens no retajiem, kurš prata kaut ko programmēt. Mitola bija arī lāpījusies ar radioaparātiem. Abu interešu apvienošana noveda pie karjeras, veidojot īpaši slepenus radio dizainus militāriem nolūkiem, tostarp pirmos ar programmatūru definētos radioaparātus, kas bija paredzēti militāram lietojumam ( skatiet Militārās sēklas sānjoslu ). Patiešām, komerciālā bezvadu nozare uzzināja par tehnoloģiju 90. gadu sākumā, galvenokārt no Mitolas dokumentiem un lekcijām. Viņa militārie priekšnieki atļāva tos publiskot, domājot, ka militārpersonas varētu gūt labumu, ja komerciālā pasaule virzītu tālāk tehnoloģiju un samazinātu izmaksas.

Problēma, ko Mitola mēģināja atrisināt, bija līdzīga situācijai, kas rastos, ja datorā būtu jāievieto jauna shēmas plate katru reizi, kad vēlaties veikt citu uzdevumu, piemēram, pārslēdzieties no tīmekļa pārlūkošanas uz izklājlapu. Jums beidzot pietrūktu vietas kastē. Tas pats attiecas uz mobilajiem tālruņiem. Ja vēlaties ievietot vēl četras funkcijas, tas nozīmē, ka katrai ierīcei ir jābūt apmēram par ceturtdaļu lielākai, nekā tā bija iepriekš, saka Mitola, šobrīd McLean, VA, bezpeļņas pētniecības un attīstības konsultāciju uzņēmuma MITRE birojā. Taču viņš piebilst, ka mikroshēmas nesamazinās pietiekami strauji, lai tas būtu iespējams, ņemot vērā daudzos standartus un funkcijas, ko pieprasa bezvadu revolūcija.

Nākotnes tālruņi — joprojām viedāki

Bezvadu ierīces, kas lidojuma laikā maina dažādas personības, būtu ieguvums to lietotājiem. Taču tajā pašā laikā tās rada politikas problēmas, kā to bieži dara jaunas tehnoloģijas, kas pārkāpj robežas. Vēsturiski FCC atļauj katrai iekārtai noteiktam lietojuma veidam un noteiktam kanālam. Kā regulatoriem jālicencē mobilie tālruņi un bāzes stacijas, kuras var viegli nomainīt pēc to lietošanas? Cik brīvām trešajām pusēm vajadzētu būt, lai jūsu tālrunī ielādētu jaunu programmatūru? Kā būs iespējams atšķirt likumīgus tīkla jauninājumus no negodīgiem, kas mēģina to sagraut?

FCC nolēma, ka noteikumi, kas attiecas uz šiem scenārijiem, vēl nav vajadzīgi. Taču tā arī secināja, ka tam vajadzētu veicināt šīs tehnoloģijas attīstību. Galvenais iemesls ir tas, ka pašlaik Amerikas Savienotajās Valstīs nav pietiekami daudz spektra trešās paaudzes bezvadu pakalpojumiem. Tātad aprīkojums, kas izdala un izmanto neizmantotos spektra joslas, varētu mazināt to, ko FCC sauc par ASV spektra sausumu.

Tomēr, lai to izdarītu, gan bāzes stacijām, gan tālruņiem būs jākļūst par supergudriem — tas ir lēciens uz to, ko Džo Mitola dēvē par kognitīvo radio. Kognitīvā ierīce ne tikai skenēs savu spektrālo vidi; tai būs arī iebūvēta atmiņa un kartes un pozicionēšanas iespējas. Tie ļaus tai saprātīgi reaģēt uz vidi.

Pēdējo divu gadu laikā Mitola izveidoja neapstrādātu kognitīvā radio civilo versiju kā doktora projektu Zviedrijas Karaliskajā tehnoloģiju institūtā. Kad šī ierīce atrodas ārpus telpām, tā konfigurē sevi, lai izmantotu dominējošo mobilā tālruņa protokolu; pārvadājot iekštelpās, tas pārslēdzas uz ēkas lokālā tīkla formātu. Mitola skaidro, ka uzlabotā versija varētu zināt, ka persona, kas to nes, ir nokļuvusi grūtībās, un nosūtīt avārijas signālu vietējā avārijas frekvencē, lai norādītu glābējiem tās atrašanās vietu.

Taču mobilajiem tālruņiem, kas pārorientējas uz jaunu kanālu pagaidu lietošanai, būtu jāsaņem atļauja nomāt šo spektru uz noteiktu laiku no oficiālā licences turētāja. Rakstā, kas paredzēja viņa promocijas darbu, Mitola ierosināja maksājumu sistēmu, kas izmantotu signālu protokolus. Izmantojot šādu sistēmu, jūsu viedais plaukstdators skenētu spektru, lai atrastu kanālu, kas pašlaik netiek izmantots; Piemēram, tas varētu atrast tādu, kuru vietējai ugunsdzēsības dienestam bija licence, taču tā piedāvāja to nomāt. Jūsu radio solītu par kanāla nomu. Ugunsdzēsības dienesta radioaparāti, saņemot piedāvājumu, varēja piekrist vai gaidīt citus piedāvājumus. Taču brīdī, kad noskanēja stacijas zvani un ugunsdzēsējiem vajadzēja atgūt savu kanālu, viņu radioaparāti atgrūda nomnieku. Mitola uzskata, ka kanāla īpašnieks varētu atgūt kontroli 25 milisekundēs, kas ir aizkavēšanās, ko cilvēki runātāji nevarētu pamanīt. Jūsu kognitīvais mobilais tālrunis izrakstīsies, rēķinās un apmaksā rēķinu par izmantoto laiku, pēc tam sāks meklēt citu atvērtu kanālu.

FCC, apstiprinot šo redzējumu, ir apvienojis spēkus ar maz ticamu sabiedroto: Džordžu Gilderu, pašnodarbināto telekosmosa pareģotāju un FCC kritiķi par inovāciju kavēšanu. Gadiem ilgi Džilders ir prognozējis, ka intelekts pieaugs bezvadu telekomunikāciju tīkla malās, kā rezultātā kanāli kļūs mainīgi. Viņš saka, ka bezvadu ierīces un tīkli, kas izmanto elastīgu programmatūru, pārveidos visu bezvadu sakaru pasauli, tāpat kā personālie datori pārveido vadu tīklus.

Spektra zonas, kas ir komerciāli vēlamākās, bieži tiek sauktas par izcilu pludmales īpašumu. Bet Džilders vēlas, lai cilvēki pārstātu domāt par spektru kā par kaut kādu ēterisku analogu fiziskajai zemei. Viedie radioaparāti liecina nevis par pludmali, bet gan par paša okeāna nebeidzamajiem viļņiem. Jūs nevarat iznomāt elektromagnētiskos viļņus vairāk nekā okeāna viļņus.

Šī okeāna padarīšana pieejamu miljardiem cilvēku varētu būt viens no elastīgiem uz programmatūru balstītiem bezvadu tīkliem. Bet pat pirms mēs sasniedzam šo spektra pārpilnības nirvānu, tehnoloģija varētu padarīt bezvadu tīklus rentablākus un drošākus nākotnei, kā arī saglabāt bezvadu revolūciju.

paslēpties