Con il continuo aumento del numero e della varietà degli smartphone e di altri dispositivi interconnessi, cresce anche la necessità di aumentare lo spettro radio. La tecnologia radio cognitiva sviluppata nell’ambito del progetto QOSMOS, finanziato dall’UE, potrebbe contribuire a soddisfare questa esigenza tenendo sotto controllo i costi delle telecomunicazioni, migliorando i servizi e stimolando lo sviluppo di nuovi mercati.
Nel prossimo futuro l’industria delle telecomunicazioni dovrà affrontare tre sfide: la necessità di più spettro radio, la domanda di dati in continua crescita e il fatto che i consumatori sono sempre meno propensi a pagare per questi servizi. Lo spettro è però una risorsa limitata.
Il progetto QOSMOS si occupa dei due problemi connessi della scarsità e del costo, sviluppando una tecnologia radio cognitiva che ottimizza in modo dinamico l’utilizzo dello spettro radio accedendo a porzioni sottoutilizzate dello spettro e condividendo lo spettro tra diversi dispositivi.
“L’idea è di scomporre i silos,” dice Michael Fitch della British Telecom, che ha coordinato il progetto QOSMOS. “Ogni nuovo servizio e ogni nuova tecnologia hanno bisogno di un nuovo spettro e i silos si formano quando ci sono molti dispositivi diversi che usano molte parti diversi dello spettro.”
La diversità porta a una gestione inefficiente dello spettro. I partner del progetto hanno pertanto sviluppato tre tecnologie: un sistema di gestione centrale che controlla il “portfolio” dello spettro in tempo reale per una regione o paese, un sistema di gestione della risorsa che assegna lo spettro a singoli sistemi e percepisce l’ambiente e un terminale di radio cognitiva.
Il progetto ha anche sviluppato un prototipo di ricetrasmittente per generare forme d’onda FBMC (Filter Bank Multicarrier transmission). Il sistema FBMC dovrebbe sostituire la tecnologia OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) comunemente usata oggi. Con la trasmissione FBMC, lo spettro viene ritagliato in blocchi rettangolari in modo da essere organizzato meglio per un uso più efficiente.
Evitare l’interferenza
Poiché l’idea alla base di QOSMOS è quella di usare porzioni sottoutilizzate dello spettro già assegnato, un problema importante è evitare l’interferenza. Un progetto pilota, condotto dall’ente regolatore delle telecomunicazioni del Regno Unito Ofcom, utilizzerebbe ad esempio una parte della tecnologia sviluppata nell’ambito di QOSMOS per accedere agli spazi bianchi TV, che sono spazi inutilizzati nella banda UHF assegnati alle emittenti TV. Senza una gestione intelligente dello spettro, l’interferenza da parte di “utenti secondari dello spettro” potrebbe diminuire la qualità di trasmissione.
“Per evitare l’interferenza è necessario gestire meglio lo spettro – dice Fitch – e non si tratta solo di scegliere lo spettro ottimale, ma anche la forma d’onda adeguata.” Osserva inoltre che il numero e la varietà dei dispositivi che si collegano alla rete e a una cellula è enorme e che ogni dispositivo ha esigenze diverse. Un sensore di automazione domestico, ad esempio, potrebbe trasmettere periodicamente informazioni di stato con un’esigenza di dati bassa, mentre il ricevitore digitale di un televisore richiederebbe una larghezza di banda molto maggiore e una gestione dello spettro più complessa.
Non solo tecnologia
I membri del consorzio QOSMOS non hanno solo sviluppato la tecnologia, hanno anche riflettuto seriamente su come dovesse essere impiegata. Hanno condotto un’analisi della catena di valore e hanno sviluppato “casi d’uso” commerciali, che confrontavano i costi di accesso allo spettro sottoutilizzato con quelli dell’acquisto di nuovo spettro e hanno identificato i settori nei quali la tecnologia radio cognitiva potrebbe essere commercializzata.
Gli attuali proprietari di spettro, ad esempio, potrebbero affittare il loro spettro per brevi periodi di tempo, mentre i gestori delle reti potrebbero offrire servizi di gestione dello spettro di prima qualità. Nel tempo si potrebbe sviluppare un mercato completamente nuovo di micro-commercio di spettro.
Il progetto è culminato in una serie di eventi tenuti da BT nel Regno Unito e da Microsoft a Washington, DC. Il Commissariat à l’Energie Atomique, in Francia, continua il lavoro di sviluppo sulla ricetrasmittente FBMC e diversi membri del consorzio probabilmente commercializzeranno la tecnologia di gestione dello spettro. Intanto – secondo Fitch – l’ente regolatore del Regno Unito Ofcom è pronto per la commercializzazione degli spazi bianchi TV a partire dal 2015.
QOSMOS ha lavorato da gennaio 2010 a marzo 2013 e ha coinvolto 14 partner di consorzio di tutta l’UE e un partecipante del Giappone. Ha ricevuto 9,4 milioni di euro dal 7° programma quadro.
