무선 통신의 새로운 물결: 국립 라디오 다이내믹 존(National Radio Dynamic Zone)

Jun 13, 2023

ISI는 국립과학재단(NSF), 아이다호 국립연구소(INL), 유타대학교(UoU)와 협력하여 전국적으로 스펙트럼 접근을 확대하는 계획을 주도하고 있습니다.

사진 제공: EleonImages

전 세계가 전례 없는 기술 혁신의 물결을 경험하면서 커뮤니케이션 요구 사항도 늘어나고 있습니다. 스마트폰, 태블릿, 컴퓨터, 심지어 스마트워치까지 무선 통신 서비스가 계속 증가하는 수요를 충족하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다.

각각의 새로운 개발에는 전자기 스펙트럼으로 알려진 항공 통신을 가능하게 하는 제한된 자원이 더 많이 필요합니다. 더 많이 혁신할수록 더 많은 스펙트럼 액세스 또는 대역폭이 필요합니다.

과학자들은 가상 현실이나 아바타를 통해 의사소통하는 미래를 상상합니다. 여러분도 짐작하셨겠지만 이것이 작동하려면 훨씬 더 많은 대역폭이 필요합니다.

중요한 점은 이러한 무선 통신 서비스가 스펙트럼 액세스를 놓고 전파 천문학 및 기후 연구와 같은 과학 활동과도 경쟁하고 있다는 점입니다. 지금 당장은 돌아다닐 만큼 충분하지 않습니다.

제한된 스펙트럼 가용성은 문자 그대로 과학의 발전과 사회 전체를 위한 더 빠른 통신 개발을 방해합니다.

우리에게는 해결책이 필요하며, 빠른 시일 내에 필요합니다.

USC Viterbi 정보 과학 연구소(ISI)의 Alefiya Hussain, 아이다호 국립 연구소(INL)의 Arupjyoti Bhuyan 및 유타 대학교(UoU)의 Robert Ricci는 연구 및 실험을 위한 고급 스펙트럼 이니셔티브로 알려진 제안에 협력하고 있습니다. (ASPIRE).

ASPIRE는 스펙트럼 혁신 이니셔티브: 국립 무선 동적 구역(SII-NRDZ)으로 알려진 국립 과학 재단(NSF)이 후원하는 프로젝트를 통해 이러한 대역폭 가용성을 창출하려고 합니다. SII-NRDZ의 목표는 동적 스펙트럼 공유를 통해 이러한 문제를 해결하는 것입니다.

SII-NRDZ 프로그램은 스펙트럼 공유 연구자들의 유망한 프로젝트 제안에 자금을 지원합니다. ASPIRE는 NSF로부터 엔지니어링 및 실행 리드 상을 받았으며 이후 불과 몇 달 전인 1월에 출시되었습니다.

이 프로젝트는 매개변수에 들어오거나 나가는 전자기 에너지를 자율적으로 규제하고 제어할 수 있는 지리적으로 제한된 지역인 무선 동적 구역을 중심으로 진행됩니다.

ISI의 수석 연구원인 Alefiya Hussain은 지정된 무선 동적 구역을 테스트 장소로 사용하여 현장 시험을 통해 동적 스펙트럼 공유를 실험하고 "여러 개체가 조화롭게 공존할 수 있는" 방법을 모색할 계획이라고 말했습니다. 즉, 팀은 상업 및 과학 그룹의 요구 사항을 동시에 충족할 수 있는 새로운 방법을 찾고 있습니다.

"무선 동적 영역은 본질적으로 테스트베드를 위한 이러한 실험 공간을 만들고 있으며, 이를 통해 스펙트럼 공간 내에서 주파수 다중화 또는 시간 기반 다중화의 좋은 조합이 무엇인지 조사하여 효과적으로 사용할 수 있습니다."라고 그녀는 말했습니다.

미국은 각 서비스에 속하는 주파수를 색상 코드로 구분하는 할당 차트를 작성하여 스펙트럼 액세스 관리에 착수했습니다. 수십 년 동안 효과가 있었지만 이제 모든 스펙트럼을 사용하고 있으므로 차트의 비효율성을 완화하는 것이 더 많은 액세스를 제공하는 데 중요합니다.

예를 들어, 차트를 사용하면 개별 서비스가 지정된 지점에서만 작동할 수 있는데, Hussain은 사용 가능한 스펙트럼 액세스가 종종 사용되지 않은 채로 남아 있기 때문에 낭비가 될 수 있다고 말했습니다.

"전통적으로는 한 기관에 그 스펙트럼이 주어졌고 그들만이 그것을 사용했습니다. 그들이 그것을 사용하지 않은 경우가 많았지만 다른 사람은 그것을 사용하도록 허용되지 않았기 때문에 이런 종류의 고정 할당 메커니즘은 낭비됩니다." 그녀는 설명했다.

그녀의 목표는 보다 "동적이며 유연한 할당"을 통해 언젠가 차트가 스펙트럼 액세스를 보다 효율적으로 할당하고 즉각적인 요구에 맞게 재분배하는 자체 조절 무선 동적 구역으로 대체될 수 있도록 하는 것입니다.