Nokias och Ericssons hemliga labb

NEW JERSEY Antalet mobiltelefoner och andra trådlösa apparater växer explosionsartat, vilket ställer hårda krav på de trådlösa näten. Forskarna jobbar på nya lösningar, men att testa dem tar tid varför man ofta simulerar tester.

– Vi har skapat en testanläggning som snabbar upp designcykeln jämfört med traditionell design och testning i fältet. Här kan du göra tre olika tester på två veckor och sedan gå tillbaka och arbeta vidare på din design. Det är en radikal förbättring, säger Dipankar Raychaudhuri, chef för Rutgers-universitetets WINLAB, Wireless Information Networking Laboratory.

Anläggningen kallas ORBIT (Open-Access Research Testbed for Wireless Networks) och består av 400 små specialbyggda radioförsedda persondatorer som hänger i taket i ett rum som är 24 x 21 meter stort.

Varje liten dator kan sända radiosignaler över WiFi, Bluetooth och UWB. De kan kontrolleras individuellt så att forskarna kan skapa en topografi som motsvarar den miljö de vill undersöka. De kan skapa störningar som simulerar en verklig miljö, vare sig det är en stadsmiljö, en konferenslokal med en massa människor som använder bärbara datorer, Blackberrys och vanliga mobiltelefoner, eller varför inte, ett Starbucks-café.

– Vi har över 1.000 radiosändare i detta rum, säger Ivan Seskar, som är chef för ORBIT-labbet. Detta är i grund och botten en fjärrstyrd anläggning där folk kan köra sina experiment via internet.

Det finns över 300 företag, organisationer och grupper över hela världen
som använder ORBIT och de har full frihet att lägga upp sina experiment och välja vilka operativsystem de vill använda. De flesta väljer dock att arbeta med den öppna Linux-baserade miljö som labbet erbjuder.

När en ny användare startar en test botar de om systemet och laddar de operativsystem och de program de vill använda. Det innebär stora på frestningar på hårdvaran eftersom datorerna startas om cirka 40 gånger per dygn. Fördelen med en testbädd av detta slag är att forskarna kan pröva alternativa lösningar och se vad som händer om de ändrar en variabel.

Labbet stöds till 75 procent av det nationella forskningsrådet NSF som vill främja utvecklingen av nya nätverkstekniker och 25 procent av industrin.

Det finns i dag 15 industriella finansiärer, däribland NTT Docomo, Intel, Verizon, Toyota, Daimler Chrysler, Lucent-Alcatel, samt Ericsson och Nokia.

I början var det framför allt telekomföretag som använde ORBIT, men i takt med att trådlösa kommunikationer används i allt fler sammanhang ökar intresset för att studera dem.

Den japanska biltillverkaren Toyota studerar nätverk som kan hantera radiokommunikationer mellan fordon och mellan fordon och infrastrukturen. De hoppas på så sätt radikalt kunna förbättra trafiksäkerheten.

– Det kan krävas nya slags nätverk när vi har hundratals eller tusentals bilar inom ”höravstånd” från varandra. Vi är intresserade av hur man bygger dessa nät och hur man kan driva upp dem i skala, säger Dipankar Raychaudhuri, som tror att vi går emot ett samhälle där fotgängare bär på radiosändare (kanske av RFID-typ) som kommunicerar med bilarna och förbättrar säkerheten för fotgängarna. Han medger att det finns risk för privatlivets helgd här, men hävdar att det går att designa system som skyddar individen.

– Ericssons intresse ligger mer på systemsidan. De spelar en ledande roll i ett projekt som syftar till att virtualisera infrastrukturen, medan Nokia är intresserade av system där deras GPS-försedda mobiltelefoner används i trafiken, säger Ivan Seskar.

Forskarna på WINLAB är intresserade av hur man ska kunna hantera dels den ökande tätheten av trådlösa apparater och dels av den ökande komplexiteten i kommunikationsnäten. Grovt förenklat skulle man kunna jämföra hur det var i början när vi fick trådlösa hemtelefoner. När grannarna också skaffade sig trådlösa telefoner hände det att vi fick störningar och ibland till och med kunde avlyssna andras samtal. Liknande problem dyker upp när man packar in massvis med trådlösa apparater på små utrymmen.

– Vi går från en situation med kanske fem apparater per rum till ett tiotal till 1000, säger Dipankar Raychaudhuri och pekar på att lösningen på sikt ligger i smarta radiosystem, så kallad cognitive radio, där radion avläser tillgången på spektrum för att använda det på ett optimalt sätt.

ORBIT har redan börjat bygga upp ett mindre labb där man testar ett tiotal programvarubaserade ”cognitive” radiosändre. På sikt ska de integreras i testanäggningen som snart ska uppgraderas med nya och kraftfullare processorer.

– Det är från ”cognitive” radio nät som vi kan vänta oss de största förbättringarna, säger Ivan Seskar och tillägger att vi i dag bara använder 6 procent av spektrum.

En smart radio skulle kunna utynyttja det befintliga spektrumet mycket mer effektivt.

– Vi kanske inte längre skulle behöva FCC, spekulerar han.