A nova tecnologia que poderia dobrar a eficiência do espectro sem fio

Não é segredo que o espectro de frequências sem fio está se tornando uma mercadoria valiosa. Como milhões e milhões de usuários passaram de telefones celulares simples para novos dispositivos de smartphones e tablets que transportam dados - além de voz -, as demandas nos sistemas sem fio 3G e 4G aumentaram, levando ao que alguns chamam de " crise de espectro ", que os especialistas prevêem que a demanda superará a capacidade atual em pouco tempo (veja este artigo e infográfico da Mashable)

Mas, em meio a relatórios de agências governamentais e empresas privadas que desenvolvem suas próprias partes de um espectro sem fio mais populoso, também existem novos relatórios de algumas tecnologias que podem acabar nos rompendo com a crise do espectro, reinventando como os dispositivos sem fio transmitem e recebem sinais. . Aqui está o que pode ser um dos principais candidatos para evitar ou resolver um problema no espectro.

Sinais Full-Duplex e formação de feixe de transmissão no domínio do tempo

Uma versão de 2012 da Universidade da Califórnia, Riverside (UCR) relatou que seus professores de engenharia e estudantes de graduação estão desenvolvendo teorias sobre o uso do espectro com muito potencial para corrigir alguns problemas de espectro dos provedores de telecomunicações. Mais especificamente, os pesquisadores da UCR acreditam que os sistemas de rádio full-duplex podem permitir que os dispositivos atuais operem com metade do espectro sem fio de que eles precisam atualmente.

A idéia básica é que, embora os telefones celulares e os dispositivos móveis de hoje usem dois canais separados para transmitir e receber sinais, pode ser possível combinar esses dois sinais em um canal através de um processo que os pesquisadores da UCR chamam de TDTB (time domain transmission beamforming). Os professores Yingbo Hua e Ping Liang têm trabalhado na questão de como implementar essas novas tecnologias full-duplex e contataram alguns dos principais provedores de telecomunicações para falar sobre o potencial de renovação de torres e redes de celular. Hua também respondeu a perguntas básicas sobre o potencial dessa nova tecnologia.

Como o Full Duplex funciona

As metodologias reais para mover os dois canais de comunicação separados em um são fortemente encobertas no jargão do setor de engenharia (um trabalho de pesquisa completo está disponível aqui). Essencialmente, os métodos de Hua e Liang lidam com o chamado cancelamento de auto-interferência (SIC), onde uma transmissão de rádio full-duplex causa forte interferência de sinal que pode abafar sinais de entrada mais fracos.

A formação de feixe de transmissão no domínio do tempo pode envolver a criação de uma ferramenta digital para o front-end de radiofrequência que pode ajudar um dispositivo a "ouvir" os sinais mais fracos, minimizando o cancelamento de auto-interferência. Em resposta às perguntas sobre essa nova tecnologia em dezembro de 2012, a equipe da UCR fala sobre como encontrar uma "janela de silêncio em forma de agulha" em incrementos, a fim de trabalhar em auto-interferência em tempo real.

Pode parecer que as empresas de telecomunicações aproveitariam essa oportunidade para liberar muito mais espectro sem fio e abrir as comportas para usuários adicionais, mas, na realidade, a adoção dessa tecnologia poderia envolver revisões caras. Quando perguntado sobre as maiores barreiras atuais à implementação full duplex, Hua disse que a implementação real de hardware ocupa o primeiro lugar.

Esforços do governo para maximizar o espectro sem fio

Ao mesmo tempo em que as notícias sobre a tecnologia full-duplex estão sendo divulgadas, o governo Obama está trazendo sua própria solução para a crise do espectro. Um memorando oficial da Casa Branca de junho de 2013 mostra que a Casa Branca está pedindo às agências federais que analisem partes não utilizadas de seu espectro sem fio alocado que possam ser compartilhadas com o setor privado. Também foi montada uma força-tarefa da Equipe de Política do Espectro e concedida seis meses para pesquisar incentivos e possibilidades sobre esse tipo de compartilhamento. Enquanto isso, a Comissão Federal de Comunicações (FCC) também está buscando a possibilidade de um leilão de partes do espectro comercial.

Os esforços governamentais e as novas pesquisas são mutuamente exclusivas? Não de acordo com os engenheiros.

"Se mais espectro se tornar disponível", disse Hua, "a formação de feixes no domínio do tempo também pode dobrar a eficiência do uso do novo espectro".

As empresas de telecomunicações concordam. Relatórios como este da CNNMoney mostram como grandes provedores de serviços sem fio estão avaliando uma gama de opções para aliviar a escassez de espectro, enquanto relatórios do ano passado mostram que a AT&T e outras empresas já estão configurando infraestrutura adicional de "pequenas células" como uma solução sem interrupções.

O mercado decidirá?

Depois, há a idéia de afastar mais usuários das redes sem fio. Embora a crise do espectro, que é sem dúvida uma grande notícia, pareça apenas mais um exemplo de evolução do consumidor que se tornou insustentável (pico de petróleo, alguém?), Alguns tipos de mercado livre podem sugerir que deixar a demanda e a oferta trabalharem sua mágica poderia resolver o problema "naturalmente". Afinal, transmitir filmes em um smartphone não é um serviço tão vital quanto transporte ou assistência médica; é algo realmente eletivo, um novo luxo tecnológico … embora alguns pais novos possam implorar para diferir. Independentemente do histórico retumbante da economia de mercado livre nas últimas décadas, a falta de capacidade de rede disponível para todos os vídeos do YouTube e Netflix parece ser um problema feito sob medida para uma "solução de preços". Isso significa que todos devemos nos perguntar quanto estamos dispostos a pagar por um plano de dados completo. (Descubra como economizar em seu plano atual em Como interromper excedentes em seu plano de dados.)

Embora algumas tecnologias que possam abrir o espectro sem fio sejam um bom caminho, tenha certeza de que alguns dos principais engenheiros estão trabalhando na consolidação e eficiência do espectro. Também parece que soluções de design, em vez de soluções governamentais ou de mercado, podem estar ao virar da esquina.