Det 155 meter höga Kaknästornet är en knutpunkt för radio- och tv-trafik i Sverige.
Foto: Claudio Bresciani/SCANPIX
Det har gått tio år sedan den amerikanske forskaren Joseph Mitola la fram sin avhandling om kognitiv radio vid KTH i Stockholm. Och man kan nog lugnt utgå från att det tar tio år till innan tekniken börjar påverka företag och konsumenter.
Men då kommer Joseph Mitolas idéer sannolikt att leda till drastiska förändringar. Förutsättningarna för hur mobiloperatörer och andra utnyttjar utrymmet i etern ändras och mängder av nya företag kan komma in och konkurrera med det fåtal telebolag som idag har licens för mobiltelefoni.
Fast vägen dit har varit lång. Egentligen började den när den elvaårige Joseph Mitola byggde sin första radio hemma hos föräldrarna och när han några år senare, på högstadiet, kom med i ett av de första projekten där man skulle se om det alls var meningsfullt att låta ungdomar programmera.
Till stor del är det den här kombinationen av radio och it som ligger till grund för det Joseph Mitola har arbetat med: att skapa en intelligent radio som själv känner av hur och på vilka frekvenser den kan kommunicera med andra apparater.
– Det här är verkligen en blandning av olika discipliner. Man kan säga att den förenar radio med artificiell intelligens, säger Joseph Mitola när han är på besök i Gävle för att vara med på en radiokonferens.
För att förstå vad kognitiv radio innebär måste man först titta på hur frekvensutrymmet för olika typer av radio används idag. I varje land är det en myndighet som fördelar den begränsade naturresursen. I Sverige avgör PTS vad som ska avsätts för tv-sändningar, militären, flygradar, mobiltelefoni och så vidare.
Den här metoden har fungerat rätt bra. Men i takt med att trådlös kommunikation via mobiler, datorer och andra apparater ökat blir också behovet av mer utrymme större.
Flera mätningar visar också att finns mycket outnyttjad plats i‑etern. Den som har en licens använder ofta bara utrymmet under vissa tider på dygnet och i vissa delar av landet.
Det fick forskarna att börja fundera på om frekvensutrymmet kan användas på ett mer flexibelt sätt så att det fördelas efter var behovet för tillfället finns. Och det byggde Joseph Mitola vidare på när han för den amerikanska militären arbetade med mjukvarudefinierad radio och sedan fortsatte med kognitiv radio.
Det senare är en radio som i ett brett område på egen hand letar reda på vilka frekvenser som är tillgängliga för tillfället och sedan ställer in sig för att både passa ihop med radionät och andra radioapparater.
Dessutom anpassar sig radion till vilka behov användaren har för tillfället. Den som ska ladda ned en stor videofilm behöver till exempel mycket mer kapacitet än den som bara ska föra ett vanligt samtal.
– Idéerna möttes med rätt mycket skratt till en början. Men nu har det vänt och kognitiv radio är det hetaste ämnet inom trådlös kommunikation, säger professor Claes Beckman vid Radiocentrum i Gävle.
Det är förstås ingen lätt sak att i praktiken få till det här. En radio som ska täcka ett stort utrymme drar också mycket energi.
En mobil skulle till exempel behöva ett bilbatteri för att fungera och skulle ändå dra ur på 20 minuter. Fast så var det i och för sig också när dagens mobilsystem fanns i labben och då löste forskare och industri till slut problemet.
Den verkliga utmaningen ligger snarare i att få till de komplexa system som ska hantera radiotrafiken och se till att alla användare får rätt utrymme utan att störa varandra.
– Vår stora uppgift är att få till kittet som håller ihop allt. För att klara det tittar vi även på sociala faktorer för att förstå hur människor agerar i olika situationer, säger Joseph Mitola.
Sedan är förstås frågan hur snabbt det kan gå innan vi vanliga konsumenter kan dra någon nytta av kognitiv radio. Professor Jens Zander, som leder forskningscentrumet Wireless@KTH i Kista, pratar om att det möjligen kan ske ett genombrott kring 2020. Då är det dags för nästa stora teknikskifte i mobilvärlden och det kan vara ett lämpligt tillfälle att även ändra frekvenshanteringen.
Men han pekar på att det ännu återstår en rad problem som måste lösas innan kognitiv radio kan bli verklighet.
• Det finns stor risk för att man stör andra. En mobil byggd med kognitiv radio känner till exempel av vilka andra som sänder, men den märker inte vilka som tar emot.
• Det finns mycket gammal utrustning som kan störas. Det kan till exempel få allvarliga konsekvenser om en dator med kognitiv radio stör radarn på en flygplats. Även vanliga tv-apparater kan påverkas.
• Kognitiv radio arbetar över stora frekvensband. Då blir det dyrt och lösningarna drar mycket ström.
• Komplexiteten i systemen är i sig ett hinder.
• Kognitiv radio omkullkastar de befintliga affärsmodellerna. Idag är det ett fåtal telebolag som kontrollerar mobiltelefonin. Med kognitiv radio blir det mer utrymme och det öppnar dörrarna för nya konkurrenter. Det skapar ett ökat utbud och betydligt lägre priser för trådlös data och mobiltelefoni. Det skrämmer telebolagen som därför kan motarbeta övergången till kognitiv radio.
Och om kognitiv radio blir av eller inte är till stor del en ekonomisk fråga.
– Vi kan få mer kapacitet på olika sätt. Vi kan låta dagens operatörer bygga tätare nät med dagens teknik, men då blir det väldigt dyrt. Alternativet är att använda samma frekvenser till flera saker och då blir kostnaden lägre. Problemet är bara att i det senare fallet skapar man osäkerhet för mobiloperatörerna om vad deras stora nätinvesteringar är värda, säger Jens Zander.
