Teknologi multi-antena dapat membantu mengimbangi permintaan pengguna yang rakus
Para peneliti dari Rice University meluncurkan teknologi multi-antena baru yang dapat membantu penyedia nirkabel mengimbangi tuntutan rakus dari smartphone dan tablet yang haus data. Teknologi ini bertujuan untuk secara dramatis meningkatkan kapasitas jaringan dengan memungkinkan menara sel untuk secara bersamaan mengirimkan sinyal ke lebih dari selusin pelanggan pada frekuensi yang sama.
Kredit Gambar: Rice University
Rincian tentang teknologi baru, yang dijuluki Argos, dipresentasikan pada konferensi riset nirkabel MobiCom 2012 Association for Computing Machinery di Istanbul. Argos sedang dikembangkan oleh para peneliti dari Rice, Bell Labs dan Yale University. Prototipe yang dibuat di Rice tahun ini menggunakan 64 antena untuk memungkinkan satu stasiun pangkalan nirkabel untuk berkomunikasi secara langsung ke 15 pengguna secara bersamaan dengan balok arah terarah yang terfokus.
Berkat meningkatnya popularitas smartphone dan perangkat lain yang haus data, permintaan untuk data seluler diperkirakan akan tumbuh 18 kali lipat dalam lima tahun ke depan. Untuk memenuhi permintaan, operator nirkabel berjuang untuk meningkatkan kapasitas jaringan dengan memasang lebih banyak stasiun pangkalan nirkabel dan mengeluarkan miliaran dolar untuk hak untuk menyiarkan pada frekuensi tambahan.
Dalam pengujian di Rice, Argos memungkinkan stasiun pangkalan tunggal untuk melacak dan balok yang sangat terarah ke lebih dari selusin pengguna pada frekuensi yang sama pada waktu yang bersamaan. Hasilnya adalah bahwa Argos dapat memungkinkan operator untuk meningkatkan kapasitas jaringan tanpa memperoleh lebih banyak spektrum.
"Istilah teknis untuk ini adalah multi-user beamforming," kata co-leader proyek Argos Lin Zhong, profesor teknik elektro dan komputer dan ilmu komputer di Rice. "Kuncinya adalah memiliki banyak antena, karena semakin banyak antena yang Anda miliki, semakin banyak pengguna yang dapat Anda layani."
Zhong mengatakan teori multi-user beamforming telah ada selama beberapa waktu, tetapi penerapan teknologi terbukti sangat sulit. Sebelum ke Argos, laboratorium berjuang untuk menggelar tempat tidur uji prototipe dengan beberapa antena.
“Ada semua jenis tantangan teknis terkait dengan sinkronisasi, persyaratan komputasi, peningkatan dan standar nirkabel,” katanya. "Orang-orang benar-benar mempertanyakan apakah ini praktis, sehingga penting bagi kami untuk dapat membuat prototipe yang benar-benar menunjukkan bahwa ini berhasil."
Argos menghadirkan teknik baru yang memungkinkan jumlah antena di stasiun pangkalan untuk tumbuh ke skala yang belum pernah terjadi sebelumnya. Prototipe Argos, yang dibangun oleh mahasiswa pascasarjana Rice Clayton Shepard, menggunakan array 64 antena dan perangkat keras yang tersedia - termasuk beberapa lusin perangkat uji akses terbuka yang disebut papan WARP yang ditemukan di Rice's Center for Multimedia Communications. Dalam pengujian, Argos mampu secara bersamaan mengirimkan sinyal ke sebanyak 15 pengguna pada frekuensi yang sama. Untuk operator nirkabel, kinerja itu akan diterjemahkan menjadi lebih dari peningkatan enam kali lipat dalam kapasitas jaringan. Zhong mengatakan desain stasiun pangkalan dapat ditingkatkan untuk bekerja dengan ratusan antena dan beberapa lusin pengguna secara bersamaan, yang akan menghasilkan peningkatan kapasitas yang jauh lebih tinggi.
"Ada juga hasil besar dalam penghematan energi," kata Shepard. “Jumlah daya yang Anda butuhkan untuk transmisi turun sebanding dengan jumlah antena yang Anda miliki. Jadi dalam kasus Argos, kita hanya membutuhkan sekitar seperenam puluh empat energi sebanyak untuk melayani 15 pengguna seperti yang Anda perlukan dengan antena tradisional. "
Zhong dan Shepard mengatakan Argos setidaknya lima tahun lagi dari yang tersedia di pasar komersial. Itu akan membutuhkan perangkat keras jaringan baru dan generasi baru dari smartphone dan tablet. Mungkin juga memerlukan perubahan dalam standar nirkabel. Itu adalah rintangan besar, tetapi Zhong mengatakan manfaat potensial dari teknologi multi-user beamforming menjadikannya langkah besar berikutnya bagi industri nirkabel.
"Bandwidth crunch ada di sini, dan operator perlu opsi," kata Zhong. "Mereka akan memperhatikan dengan cermat setiap teknologi baru yang memungkinkan mereka melayani lebih banyak pelanggan dengan sumber daya yang lebih sedikit."
Diterbitkan ulang dengan izin dari Rice University.