שדר ותן לשדר

תורת המשחקים מתארחת ברדיו: איך לבחור תדרי תקשורת

שהמשפט “אני לא הפרעתי לך לדבר, אז עכשיו אל תפריע לי” נשמע לעתים קרובות בתוכניות דיון ברדיו ובטלוויזיה, ובמקומות נוספים שבהם היינו רוצים תרבות דיבור משופרת. הסיבה פשוטה: הדוברים מתחרים על משאב מוגבל – תחום התדרים של הדיבור האנושי. אם הדובר רוצה להישמע, עליו להיות הדובר היחיד באותו רגע (קריאות ביניים קצרות עשויות להיות יוצאות מכלל זה).

בהיעדר הסכמה כלשהי בין המשתתפים בדיון לגבי חלוקת משאב יקר ערך זה, כך שכל אדם יהיה הדובר לפרק זמן מוגבל, לא יוכלו להיקלט רבים מהדברים הנאמרים. הסכמה כזו יכולה להיווצר על-ידי סמכות אחת המנהלת את הדיון או על-ידי כללים המקובלים על כל המשתתפים.

גם אם נקבל את ההנחה הצינית כי לכל משתתף בדיון יש רק מטרה אחת – הרצון כי דבריו יישמעו בחלק גדול ככל האפשר של הזמן – מטרה זו תוכל להיות מושגת רק אם המשתתפים האחרים ישתפו פעולה ויאפשרו לו להיות הדובר היחיד בחלק מהזמן. בתמורה, יש להניח כי אותם משתתפים יצפו כי גם להם תהיה הזדמנות לדיבור ללא הפרעות.

פרופ’ אמיר לשם, ראש המסלול לעיבוד אותות בבית הספר להנדסה באוניברסיטת בר-אילן, עם פרופ’ אפי זהבי, ראש מסלול תקשורת, בוחנים את הבעיה מנקודת מבט לא שגרתית: שימוש בתורת המשחקים. בהסתכלות זו, התקשורת היא משחק. כל דובר הוא שחקן המבקש להביע את דבריו בקצב הגבוה ביותר ותוך מינימום הפרעות של הדוברים האחרים.

מוקד המחקר הוא תחרות על סוג אחר של תקשורת: גלים אלקטרומגנטיים המשמשים לתקשורת אלחוטית. כמו בין דוברים אנושיים, גם בתחום זה קיימת סכנה של הפרעות. העולם המודרני מוצף בשידורים אלקטרומגנטיים מסוגים רבים, וביניהם רדיו, טלוויזיה (כיום, בעיקר לוויינית), טלפונים סלולריים, מכשירי קשר, רשתות מחשב אלחוטיות וטלפונים אלחוטיים ביתיים.

ריבוי השידורים יוצר פוטנציאל גדול להפרעה הדדית – שידורים ממקורות שונים באותם תדרים מקטינים את איכות הקליטה של כל אחד מהמקורות. בעבור מקצת מהשימושים המאמץ למניעת הפרעות מתבטא בהישענות על סמכות מסדירה, למשל הענקת רשיונות ממשלתיים המבטאים הקצאה בלעדית של תחומי תדרים לגופים המשדרים בתדרים אלה. ללא הקצאה כזו ואכיפה קפדנית שלה נוצרת סכנה אמיתית של הפרעה, כמו כאשר תחנות רדיו פיראטיות פוגעות בתקשורת חיונית בין מגדלי פיקוח בשדות תעופה ובין מטוסים.

בשימושים אחרים תדר השידור פתוח לכל משדר ללא התערבות של סמכות כלשהי. כך, למשל, המצב ברשתות מחשבים אלחוטיות שכל אדם רשאי להתקין בביתו או במשרדו. בתקן המקובל ביותר לרשתות כאלה (IEEE 802.11), כל “תחנת גישה” ברשת כזו בוחרת ערוץ תדר אחד מתוך 13 ערוצים מותרים (11 ערוצים בארה”ב, 13 ברוב אירופה, 14 ביפן), שכולם נמצאים בין התדרים של 2.4 ל-2.45 ג’יגה-הרץ (GHz). בין הערוצים יש חפיפה גדולה: למשל: ערוץ 6 הוא תחום התדרים של GHz 2.426-2.448, וערוץ 7 הוא GHz2.431-2.453 – חפיפה לאורך כ-77% מרוחב כל ערוץ.

למעשה, כדי למצוא שני ערוצים שאין ביניהם שום חפיפה יש “לקפוץ” חמישה ערוצים, כך שאם תחנת גישה אחת משתמשת בערוץ 6, לא תהיה הפרעה רק אם תחנת גישה אחרת תבחר את ערוץ 1 או ערוץ 11. תכנון זה אינו מוזר כפי שהוא עשוי להיראות, מכיוון שאפשר גם לקלוט תחנות המשדרות יחד בערוצים חופפים כל עוד ההפרעות ההדדיות אינן חזקות יתר על המידה.

באותם תחומי תדרים שבהם משתמשות רשתות מחשבים אלחוטיות משדרים גם טלפונים אלחוטיים, משדרי שלט-רחוק בעבור מערכות נעילה למכוניות, מכשירים המשדרים בתקן Bluetooth (כמו אוזניות אלחוטיות של טלפונים סלולריים) ואפילו תנורי מיקרוגל שאינם מבוּדדים דיים. למרות זאת, בעיית ההפרעות אינה כה חמורה כפי שאפשר להתרשם מנתונים אלה, מכיוון שטווח השידור של רשתות מסוג זה נמדד בעשרות מטרים במרחבים פתוחים (הטווח יורד בתוך בניינים), ולמשדרים אחרים בתחום זה יש טווח דומה (טלפונים אלחוטיים) או נמוך יותר (Bluetooth, שלטים למכוניות).

לכן, אף שבאזורים עירוניים סביר כי בכל דירה אפשר לקלוט כמה רשתות (לא נדיר למצוא יותר מעשר), רובן רחוקות מספיק כדי להוות הפרעה קטנה יחסית. לכן בדרך כלל אין צורך במשא ומתן בין שכנים שבו יוחלט מי ישתמש באיזה ערוץ. למרות זאת, סביר כי רשתות תקשורת אלחוטיות בסביבה עירונית סובלות מהאטה מסוימת בגלל העומס הרב על תחומי התדרים שבו הן משתמשות. פגיעה זו תגדל ככל שהרשתות ייעשו נפוצות יותר, ככל שיותר מכשירים יחוברו לתקשורת אלחוטית, וככל שהטכנולוגיה תתקדם להעברת נתונים מהירה יותר (ולכן רגישה יותר להפרעות).

הכתבה המלאה התפרסמה במגזין גליליאו, מרץ 2010