Najważniejsze wiadomości - Wzmacnianie sygnału w telefonii komórkowej
Żyjemy w świecie technologii mobilnych i bezprzewodowych, który nigdy nie zasypia. Gdziekolwiek się udamy, zawsze jesteśmy połączeni - z innymi ludźmi, z Internetem oraz z naszymi ulubionymi aplikacjami, mając ciągły dostęp do danych zawsze, gdy tego potrzebujemy. Tak nam się przynajmniej wydaje. Jednak rzeczywistość jest zgoła odmienna. Nawet w obrębie naszych domów są miejsca, w których sieć nie jest dostępna. W miastach także istnieją miejsca pozbawione zasięgu, a sytuacja jest jeszcze gorsza na obszarach mniej zaludnionych. Zasięg sieci jest wciąż niewystarczający. Co gorsza, nawet w przypadku silnego sygnału smartfony często mają trudności z pobieraniem danych ze względu na przeciążenie sieci komórkowych. Pasmo transmisyjne jest praktycznie całkowicie zagospodarowane. Europa jest od samego początku liderem w dziedzinie innowacji w branży telekomunikacyjnej oraz pionierem telefonii komórkowej nowej generacji. Najnowsze rozwiązanie to tak zwane "femtokomórki", czyli niewielkie komórki tworzące sieć, zapewniające zarówno lepszą łączność, jak i zasięg na obszarze lokalnym. Lepszy sygnał Zasada działania powyższego rozwiązania jest stosunkowo prosta. Operatorzy komórkowi zamiast inwestować miliony w potężne stacje bazowe o dużym zasięgu, w celu poprawienia jakości i dostępności sygnału na większym obszarze, mogą zastosować mniejsze, lokalne komórki. Przykładowo, femtokomórki zaprojektowane pod kątem budynków mieszkalnych poprawiłyby zasięg w obrębie jednego domu lub bloku. Natomiast komercyjne, niewielkie komórki mogłyby poprawić jakość transmisji w całym biurze, a femtokomórki mobilne zapewniłyby pasażerom korzystającym z publicznych środków transportu silny i stały sygnał, co zmniejszyłoby zużycie baterii oraz pozwoliłoby wyeliminować problemy związane z utratą zasięgu. Femtokomórki to jednak znacznie więcej, niż tylko pomocnicze stacje bazowe. Komórki te mogą pomóc zredukować stopień wykorzystania dostępnego pasma, a tym samym zwiększyć pojemność sieci. Femtokomórki podłączone do stacjonarnej sieci szerokopasmowej mogłyby przesyłać przez nie ruch (dane i połączenia głosowe), tym samym uwalniając jeszcze więcej pasma bezprzewodowego. Cała naprzód Jednak aby przemienić te praktyczne pomysły w rzeczywiste rozwiązania niezbędne są dalsze badania naukowe. Istnieje wiele pytań, na które trzeba znaleźć odpowiedź. Jak zapobiec interferencji sygnałów pochodzących z femtokomórek z sygnałami pochodzącymi z głównych stacji bazowych? Na jakiej podstawie podejmować decyzje o przekierowywaniu połączeń na linie kablowe? Jakie protokoły należy zastosować w poszczególnych warstwach stosu komunikacyjnego? W ramach realizowanego pod egidą 7PR projektu o nazwie "Femto-sieci o zdolnościach szerokopasmowych" ('Broadband-evolved Femto networks', Befemto) współpracuje ze sobą kilku gigantów z dziedziny telefonii komórkowej, dostawców urządzeń, a także grupa niewielkich przedsiębiorstw oraz kilka technologicznych organizacji badawczo-rozwojowych, których celem jest stawienie czoła powyższym wyzwaniom oraz stworzenie działających femtokomórek. "Europa zdaje sobie sprawę, że łączność komórkowa jest ważnym czynnikiem społeczno-gospodarczym", tłumaczy dr Thierry Lestable, koordynator projektu. "Wsparcie UE w zakresie prac nad niedrogimi technologiami, które pozwolą ulepszyć i rozwinąć innowacyjne usług, stanowi istotny element wzrostu, nie tylko w kontekście producentów urządzeń telekomunikacyjnych oraz dostawców usług, ale także w kontekście całej gospodarki. Obecnie większość przedsiębiorstw bazuje na mobilności i stałym dostępie do zdalnych zasobów". "Wdrażając femtokomórki oraz niewielkie komórki w obrębie sieci komórkowych pomożemy operatorom lepiej wykorzystać dostępne pasmo, dzięki sieciom heterogenicznym (HetNets) oraz bezproblemowej integracji ze stacjonarnymi sieciami telekomunikacyjnymi", dodaje dr Lestable. "Jednak powyższe przekierowywanie danych musi być zoptymalizowane i inteligentne. Opracowywaliśmy i przetestowaliśmy samo-zarządzające się łącza femtokomórkowe, które zaprogramowano pod kątem odpowiedniego doboru protokołów bezprzewodowych i częstotliwości, a także trasowanie pakietów w oparciu o liczne dane kontekstowe". Uczestnicy projektu Befemto stworzyli zaawansowane algorytmy współpracy, samoorganizacji, samonaprawy oraz trasowania. Wbudowana inteligencja umożliwia femtokomórkom optymalne korzystanie z częstotliwości radiowych (w zależności, na przykład, od natężenie ruchu) oraz ze stacjonarnych sieci szerokopasmowych. Femtokomórki mogą ponadto komunikować się z dużymi stacjami bazowymi, nie powodując interferencji i nie wpływając na jakość czy pojemność makro-sygnału. "Te nowe algorytmy zapewniają współpracę pomiędzy sieciami femtokomórkowymi, w celu oferowania użytkownikom możliwie najlepszego zasięgu, a także w celu wzbogacenia sieci komórkowych o kompatybilne, energooszczędne i niedrogie ulepszenia", zauważa dr Lestable. "Skupiamy się na niedawno wdrożonych sieciach LTE oraz 4G, gdyż użytkownicy płacą wyższą cenę za korzystanie z nich, oczekując prawdziwie szerokopasmowego rozwiązania: szybkiego, niezawodnego oraz charakteryzującego się nieograniczonym dostępem do wszystkich danych, z dowolnego miejsca. Femtokomórki oraz niewielkie komórki pozwolą operatorom spełnić powyższe oczekiwania, a jednocześnie obniżyć koszty operacyjne". Aktywne obszary Uczestnicy projektu zgłosili aż 12 wniosków patentowych dotyczących technologii opracowanych podczas prac projektowych. Powyższe patenty obejmują tak zróżnicowane rozwiązania, jak nowatorskie oprogramowanie do monitorowania sieci, czy też algorytmy optymalizacji ruchu w sieciach bezprzewodowych. W ramach projektu ulepszono ponadto technologie radiowe, w celu poprawienia jakości sygnału oraz ograniczenia interferencji pomiędzy femtokomórkami i urządzeniami bezprzewodowymi. Na arenie międzynarodowej uczestnicy inicjatywy Befemto odegrali ważną rolę w zakresie proponowania i wspierania standardów przemysłowych dotyczących femtokomórek oraz mechanizmów przekierowywania danych pomiędzy sieciami komórkowymi, bezprzewodowymi oraz stacjonarnymi. Partnerzy projektu wnieśli 27 bezpośrednich kontrybucji na rzecz 3GPP, będącej międzynarodową organizacją standaryzującą technologie mobilne. Uczestnicy projektu zorganizowali ponadto pięć międzynarodowych warsztatów na całym świecie oraz inicjatywy szkoleniowe, w celu upowszechnienia poczynionych przez siebie odkryć oraz zapewnienia spójnego zrozumienia powyższych technologii w obrębie społeczności. Partnerzy projektu opublikowali ponad 70 artykułów w międzynarodowych czasopismach. Technologie oraz architektury systemów, opracowane w ramach inicjatywy Befemto, przetestowano podczas pięciu wdrożeń pilotażowych. Wyniki testów dowodzą, że femtokomórki znacząco zmniejszają obciążenie sieci komórkowych, jednocześnie poprawiając siłę sygnału oraz jakość transmisji na poziomie lokalnym. Powyższe prace pomogą operatorom telekomunikacyjnym osiągnąć dwa ważne cele technologiczne: wysoką wydajność spektralną (8 bitów/s/Hz na komórkę), oznaczającą lepsze wykorzystanie ograniczonego pasma, a także maksymalną średnią moc nadawczą, wynoszącą 10 mW, co pozwoli ograniczyć interferencje. "Co istotne, przeprowadzone przez nas próby stanowią dowód dla operatorów telekomunikacyjnych, że podejście oparte na niewielkich komórkach jest skuteczne", twierdzi dr Lestable. "Zbadaliśmy kilka modeli biznesowych wdrażania tego rodzaju rozwiązań. Niezależnie od obranego podejścia, femto- oraz małe komórki pozwolą operatorom obniżyć koszty oraz wytworzyć wartość dodaną. Czynniki te sprawiają, że badane przez nas rozwiązania z pewnością trafią na rynek". Wygląda na to, że spełnienie marzenia o szybkim, całodobowym dostępie mobilnym jest tuż za rogiem - za rogiem, który już niedługo nie będzie przeszkodą do rozmawiania przez telefon komórkowy. Odnośniki do projektów na stronie CORDIS: - informacje na temat 7PR w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu Befemto w bazie danych CORDIS Odnośnik do strony internetowej projektu: - strona internetowa projektu "Femto-sieci o zdolnościach szerokopasmowych" - 'Broadband evolved Femto networks' Odnośniki do powiązanych materiałów audiowizualnych: - kanał YouTube projektu Befemto Pozostałe odnośniki: - strona internetowa Agendy Cyfrowej Komisji Europejskiej