新傳輸技術讓Wi—Fi上網快10倍

忠東

Wi-Fi網絡的“頻譜危機”

Wi-Fi是一種允許電子設備連接到一個WLAN（無線局域網）的技術。連接到WLAN通常是有密碼保護的，但也可以是開放的，這樣就允許任何在WLAN范圍內的設備可以連接上。

隨著移動互聯網技術的快速興起，人們在移動端使用Wi-Fi上網，已成為主要的休閑和工作方式。出門在外，大家會習慣于查看公共場合是否有免費的Wi-Fi可以接入。在演唱會、機場、大型會議廳或體育場等人流密集的寬廣區域，往往安裝了大量提供大家上網的無線路由器。然而這么多的路由器往往會互相產生干擾，加上大量設備的密集接入和訪問需求，使得Wi-Fi網絡往往不是被卡住就是速度緩慢。所出現的這種現象被業內稱之為“頻譜危機”，也就是說這些擁擠的場所無法為每個用戶提供他們所需的無線頻譜，以至于無法保證數據傳輸的速度，致使上網者的體驗非常糟糕。

然而在不久的將來，這種狀況可望改善。美國麻省理工學院計算機科學和人工智能實驗室的一個研究團隊在最近發表的一篇題為《實時分布式多輸入/多輸出系統》的研究論文中，表示已經找到了解決方案。他們宣布設計了一套名叫“MegaMIMO2.0”的系統，能夠使得無線路由器在人流大規模聚集的地方無縫協作，避免同頻率之間的無線干擾。通過對網絡管理系統的調整和改進，讓Wi-Fi信號在不同頻率同時發送，從而確保無線網絡的上網速度增加10倍，網絡數據的發送變得更加高效。

“由于頻譜的稀缺，提高無線網絡承載力的唯一途徑是增添更多的無線接入點，并且使用某種分布式的MIMO方案。然而這種工作方式能否被實際應用，一直飽受爭議。”斯坦福大學的計算機科學家薩欽·卡蒂說。

“MegaMIMO 2.0”

作為一套分布式MIMO，由4個獨立接收器組成的“MegaMIMO 2.0”系統是一款數據傳輸軟件，大小跟一個標準的無線路由差不多。MIT研究人員研發出新的信號處理算法，能夠處理路由器的信號，調節它們的活動，從而避免了在同一時間、同一頻率發送信號的情況。消除了這一干擾，區域內的無線網絡就能夠更加高效地運作。在傳統點對點MIMO系統中，發射器之間是在未經協調的情況下運行的，產生的干擾往往使得實際效率只有25%左右。而通過協調4個獨立的接收器，“MegaMIMO 2.0”系統可將吞吐量提升至3.6倍。考慮到干擾會隨著信源數量的增長而成倍增加，這套系統的效益也會更加明顯。

研究人員在一個移動設備密集房間的測試結果證實，與傳統的無線網絡相比，“MegaMIMO 2.0”傳輸技術傳輸速率增加了360%。通過無線頻段之間的相互聯系，解決了Wi-Fi網絡在大量設備同時接入時的干擾問題。在網絡覆蓋的邊緣地帶，為移動設備提供更好的上網速度和更強的無線信號。即使是在大型活動場合的擁擠網絡中，相同頻段的網絡數據仍然可以自由傳播，迅速與世界連接。

第一代的MIMO是能有一名用戶、一個路由連接到一臺移動設備，被稱為Wave 2的下一個迭代可讓多個路由連接到多名用戶。“MegaMIMO 2.0”的到來對于物聯網、AR、VR尤為重要。更多的設備意味著更多的帶寬，而這正是MIMO所能提供的。

“由于無線頻譜屬于稀缺資源，網絡擁堵現象只會越來越嚴重。‘MegaMIMO 2.0系統的重要意義在于，即使在擁塞的網絡中也能大幅提升數據傳輸速度。目前，研究團隊正在想辦法讓這項新技術商業化。我們還創建了自己的MegaMIMO公司，并與相關組織接洽推廣這項新技術。”參與研究的科學家伊澤丁·侯賽因·哈米德展望道，“相信在不久的未來，我們就能在音樂廳、體育場、購物中心等人流密集的地方暢快上網。”

編輯：成韻 chengyunpipi@126.com