science >> Wetenschap >  >> Elektronica

NIST faciliteert de allereerste spectrumdeling tussen militaire en openbare draadloze gebruikers

NIST-simulatie met draadloze gebruikers van gedeeld radiofrequentie (RF) spectrum in de Boston tot Cape Cod, Massachusetts, regio. Gekleurde markeringen identificeren gebruikers die kunnen blijven werken (blauw) of moeten worden uitgeschakeld (rood) om tegemoet te komen aan de prioritaire behoefte aan draadloze band per marineschip binnen het "aangewezen beschermingsgebied" voor de kust (grijs). Krediet:Michael Souryal/NIST (met behulp van Google Earth-kaart van de kust van Massachusetts)

De afgelopen drie jaar, een belangrijke makelaar heeft zijn oog laten vallen op een eersteklas pand dat hij aan meerdere huurders wil toewijzen om maximaal gebruik te kunnen maken. Echter, het bord "Te huur" staat niet in een rustige straat in een buitenwijk, langs een uitzicht op het strand, of welke fysieke locatie dan ook. Het is geplaatst voor een klein deel van het radiofrequentiespectrum (RF) dat de makelaar wil dat twee "huurders" - het leger en de particuliere sector - gezamenlijk innemen voor hun beide behoeften op het gebied van draadloze breedband.

De makelaar is de Federal Communications Commission (FCC), en met hulp van het National Institute of Standards and Technology (NIST) en andere instanties, de FCC maakt het binnenkort mogelijk om een ​​150 megahertz (MHz) breed deel van het RF-spectrum te delen.

"Dit zal de eerste keer zijn dat commerciële breedbandgebruikers spectrum dynamisch delen met overheidsgebruikers, en als het werkt, de FCC kan andere momenteel beschermde RF-banden toewijzen voor gedeeld gebruik, " zei Michael Souryal, leidend voor het ondersteuningsproject voor spectrumdeling binnen NIST's Communications Technology Laboratory. "Meer spectrumdeling zou kunnen zorgen voor minder overbelaste draadloze kanalen voor dichtbevolkte gebieden en betrouwbaardere verbindingen voor geavanceerde communicatiebehoeften zoals 5G draadloos en internet of things-toepassingen."

sinds 2015 Er zijn FCC-regels van kracht die de weg vrijmaken voor commerciële draadloze gebruikers om gebruik te maken van de gewoonlijk "3,5 Gigahertz ("3,5 GHz") Band, " of "Innovatieband, " wanneer niet nodig voor het huidige primaire gebruik, offshore-radaroperaties door de Amerikaanse marine. LTE (lange termijn evolutie) leveranciers van apparatuur en dienstverleners zoals AT&T, Google, Nokia, Qualcomm, Sony en Verizon wilden graag toegang tot deze band (tussen 3550 en 3700 MHz) omdat het productmarkten zal uitbreiden en eindgebruikers een betere dekking en hogere datasnelheidssnelheden zal bieden in een verscheidenheid aan omgevingen waar de service traditioneel zwak is.

Volgens de regels van de door de FCC gereguleerde 3,5 GHz Citizens Broadband Radio Service (CBRS), de marine behoudt het eerste recht op de band en privégebruik vindt alleen plaats tijdens de downtimes. Providers en andere organisaties krijgen toegang met behulp van een drieledige prioriteitstoewijzingsstructuur:(1) gevestigde gebruikers zoals de Amerikaanse marine, (2) LTE-providers en andere organisaties die licentievergoedingen betalen voor het recht om te delen, en (3) algemene gebruikers.

NIST heeft een belangrijke rol gespeeld bij de ontwikkeling van standaarden, testprocedures en certificeringstools waarmee serviceproviders en andere potentiële gebruikers kunnen bewijzen dat ze kunnen werken in de 3,5 GHz-band onder FCC-voorschriften en de marine verzekeren dat de band met succes kan worden gedeeld zonder RF-interferentie. Onlangs, het Wireless Innovation Forum Spectrum Sharing Committee (WINNF SSC), de publiek-private normalisatie-instelling voor de CBRS, goedgekeurde 10 normen voor het uitvoeren van de service, inclusief het algoritme voor het beschermen van zittende militaire gebruikers. Een door NIST ontworpen computerreferentiemodel van dat algoritme zal een integraal onderdeel zijn van het certificeringsproces.

Een voorbeeld van het NIST-model simuleert 45, 000 kleinere LTE-netwerken (bekend als kleine cellen) die de 3,5 GHz-band gebruiken in het noordoosten van de Verenigde Staten. Als reactie op een gesimuleerde behoefte aan de band door een offshore marineschip, het model berekent welke kleine cellen moeten worden uitgeschakeld en welke kunnen blijven zenden. Deze simulaties, samen met anderen die draadloze netwerken in andere kustgebieden van de VS modelleren, zal de FCC in staat stellen om te testen en te evalueren hoe effectief een commerciële LTE-provider de band met de marine kan delen.

"Dynamisch delen van spectrum staat klaar om een ​​revolutie teweeg te brengen in de industrie door draadloze mogelijkheden en prestaties te ontketenen die niet mogelijk waren in conventionele gelicentieerde of niet-gelicentieerde spectrumbanden, " zei Kurt Schaubach, chief technology officer voor Federated Wireless. "De inspanningen van ons bedrijf, NIST en de andere leden van de WINNF SSC om normen vast te stellen, testen en certificering voor het delen van spectrum vormen de basis voor het verbeteren van draadloze service binnenshuis, breedbanddiensten uitbreiden naar plattelandsgebieden, en het verstrekken van privé draadloze mogelijkheden voor industriële gebruikers. Het is een uitstekend voorbeeld van publiek-private samenwerking, " hij zei.