Журнал «Компьютерра» №30 от 23 августа 2005 года - Компьютерра - Страница 29

Проведите на своем компьютере простой эксперимент – возьмите любой звуковой редактор и сделайте в нем синусоиду с частотой, например 10 тысяч герц. Взгляните на нее в спектроанализаторе (хотя бы WinAmp’а) – вы увидите плато, посреди которого высится один 10-килогерцовый пик. Все правильно – это простая волна с единственной частотой. Теперь наполовину уменьшите у синусоиды высоту каждого второго цикла («горба»). Если все сделано правильно, то в спектроанализаторе вы увидите странную картину: по бокам от прежнего пика появились меньшие. Откуда эти сигналы? Вы же не добавляли новых волн. И не меняли частоту первоначальной синусоиды. Изменилась только громкость ее отдельных циклов. Вот эти сигналы и есть боковые «полосы». Самые мощные из них отстоят от основного сигнала на половинной и двойной частоте, поскольку вы меняли громкость каждого второго цикла.

Оказывается, когда единичная синусоида каким-то образом подвергается воздействию (например, меняется ее амплитуда), она перестает быть единичной. Появляется спектрально более сложный сигнал, содержащий несколько частот. Чем сложнее воздействие на синусоиду (правильнее сказать – на несущую волну), тем больше появляется дополнительных частот (боковых полос). А чем воздействие сильнее – тем сигналы на боковых полосах мощнее. Если вы попробуете отрезать новые частоты эквалайзером, то увидите, как это обрезание будет нейтрализовывать внесенные вами изменения. То есть синусоида будет возвращаться к первоначальной форме, когда все ее циклы были одинаковыми. Понять этот момент крайне важно – без боковых полос существует лишь идеальная волна с постоянной амплитудой, которая не несет в себе информации. Если мы воздействуем на волну, чтобы передать ей данные, это неизбежно создает сигналы на других частотах. Если мы полностью заглушим эти сигналы – несущая волна потеряет всю информацию.

Как было сказано выше, в своем патенте Бобье предлагает менять амплитуду каждого (!) цикла несущей, что автоматически создаст в эфире паразитные сигналы на соседних частотах. Более того, поскольку при реальной передаче будут подавляться случайные циклы в случайной последовательности (ведь нули и единицы данных будут идти как попало), то, например, нижняя боковая полоса такого сигнала займет все частоты в эфире, от нуля и до самой несущей. Возникнет тот самый широкополосный сигнал со случайными всплесками, который маркетологи компании уже успели назвать именем xGFlash и зарегистрировать как торговую марку. Тут теорема Шеннона действительно не нарушается – первоначальная узкая волна с частотой 100 МГц, после модуляции каждого цикла обретает ширину в те же 100 МГц! И вот такой она передается через радиоэфир.

Однако в метровом диапазоне нет свободных ста мегагерц. Что делать?

В патенте предлагается следующее. Мощность сигналов в боковых полосах зависит от степени модуляции. Она максимальна при глушении циклов до нуля и уменьшается при уменьшении разницы между модулированным и немодулированным циклом. Бобье и Надим Хан предлагают подавлять циклы совсем чуть-чуть, чтобы сигналы на боковых полосах оказались слабее атмосферного шума. Например, если взять несущую с частотой 30 МГц и модулировать ее циклы только на 5%, то боковые полосы окажутся в тысячу (и более) раз слабее несущей. О таких слабых сигналах можно забыть – они как бы исчезнут, а по эфиру пойдет одна сверхузкая волна. Она будет услышана приемником, который должен превратить 5-процентную разницу между амплитудами циклов обратно в нули и единицы. Вот и вся суть изобретения.

Конечно, удивительно, когда сигналы, слабые настолько, что их никак нельзя вычленить из шума, в действительности переносят информацию. Это кажется невозможным, но это так. Повторим еще раз: если приемнику xMax подать несущую волну, от которой отфильтровали все другие частоты (где и прячутся те самые сверхслабые боковые всплески), он не сможет декодировать данные, поскольку амплитуда несущей станет постоянной.

Модуляция подавлением цикла (Suppressed Cycle Modulation) выглядит многообещающе. Она занимает крайне мало места в эфире, позволяет очень плотно сводить несколько несущих, быстра и экономична, применима к любым частотам и т. д. и т. п. Почитайте патент, там немало интересного. Слабое место тоже очевидно – сможет ли приемник реагировать на едва уловимую разницу в амплитуде циклов? Особенно в условиях городского эфира, забитого слабыми помехами на всех частотах. А если сможет (принимая сразу несколько несущих, с повторами, избыточностью и т. д.), насколько устойчиво он будет это делать? Вероятно, именно на это должны ответить полевые испытания.

Сейчас же можно лишь удивляться, почему на xGTechnologу.com до сих пор не удосужились выложить нормальное описание своей разработки. Оно ведь не только неполное, но и прямо ошибочное. Вот цитата с сайта: «xMax не нарушает теорему Шеннона-Хартли, поскольку узкополосный сигнал не несет полезных данных и используется только для координации приема широкополосного сигнала». Это же неверно. Узкополосным сигналом здесь названа именно слабомодулированная несущая, и она, конечно же, несет информацию. Хотя бы потому, что, сравнивая амплитуду только ее циклов, xMax-приемник получает передаваемый поток нулей и единиц.

В заключение, чтобы напомнить читателям, о каком многообещающем проекте идет речь, приведем некоторые детали, сообщенные Бобье и руководством xG Technology в разное время и по разным поводам:

Первая сеть xMax будет работать в пригороде Майами в нелицензируемом диапазоне 900 МГц. Именно на этих частотах работают телефонные радиотрубки с радиусом действия пару сотен метров. Скорость в новой сети должна достичь 40 Мбит/с. Единственная базовая станция будет иметь ненаправленную антенну и при мощности всего 1 Вт покрывать круг поперечником 48 км.

Испытания в лаборатории компании показали, что для расстояния в 19 м передатчику достаточно сигнала мощностью 0,5 пВт. О скоростях не сообщается, но в любом случае – пиковатт меньше ватта в триллион раз, и связь таким сигналом выглядит попиранием законов физики.

По мобильным телефонам, основанным на xMax, можно будет разговаривать без перерыва несколько суток, а линии ADSL могут стать длиннее двадцати километров.

Стандарт WiMAX, долженствующий прийти на смену Wi-Fi и рассчитанный на гигагерцовые частоты, благодаря xMax получит новый способ доставки, который «опустит» его до метровых волн и, сохранив скорость, позволит проникать сквозь стены зданий, как сигналы FM-станций.

Остается дождаться осени и посмотреть, что из обещанного окажется правдой. Если xMax действительно сработает, пусть и на более скромных скоростях, это будет… нечто. Как минимум уже занятые диапазоны окажутся вновь «свободными» для цифровой связи. Ну а как максимум… можно только гадать, во что выльется использование всех возможностей такой связи. Спутниковое ТВ на антенну из куска проволоки? Полулюбительские радиостанции с покрытием не хуже грандов радиорынка? Поживем – увидим.

Софтерра: Мал золотник, да дорог

Неудивительно, что лавры Линуса Торвальдса не дают покоя многим. Так и Вилле Турьянмаа не мог спать спокойно. Как он сам говорит, идея создания собственной ОС родилась, когда он заметил, что, если изначально написанные на C и C++ компоненты Linux переписать на ассемблере, быстродействие системы возрастает (в зависимости от задач) на 10–40%.

Решив построить принципиально новую платформу, основными критериями для которой стали бы быстродействие и компактность, Турьянмаа взялся за работу, и 16 мая 2000 года появилась первая версия MenuetOS, на тот момент совместимая лишь с его домашним компьютером. Окрыленный успехом, он продолжил разработку, и в настоящее время MenuetOS – это 32-битная многозадачная операционная система с оконным интерфейсом, использующая низкоуровневый API и файловую систему FAT32. Но главное, что MenuetOS помещается на одну 3,5-дюймовую дискету и может с нее загружаться. Это идеально для старых компьютеров, не имеющих жесткого диска, а также для тех пользователей, кто хочет попробовать систему, не устанавливая ее на жесткий диск.