新傳輸技術(shù)讓W(xué)i—Fi上網(wǎng)快10倍

忠東

Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的“頻譜危機(jī)”

Wi-Fi是一種允許電子設(shè)備連接到一個(gè)WLAN（無(wú)線局域網(wǎng)）的技術(shù)。連接到WLAN通常是有密碼保護(hù)的，但也可以是開放的，這樣就允許任何在WLAN范圍內(nèi)的設(shè)備可以連接上。

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速興起，人們?cè)谝苿?dòng)端使用Wi-Fi上網(wǎng)，已成為主要的休閑和工作方式。出門在外，大家會(huì)習(xí)慣于查看公共場(chǎng)合是否有免費(fèi)的Wi-Fi可以接入。在演唱會(huì)、機(jī)場(chǎng)、大型會(huì)議廳或體育場(chǎng)等人流密集的寬廣區(qū)域，往往安裝了大量提供大家上網(wǎng)的無(wú)線路由器。然而這么多的路由器往往會(huì)互相產(chǎn)生干擾，加上大量設(shè)備的密集接入和訪問需求，使得Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)往往不是被卡住就是速度緩慢。所出現(xiàn)的這種現(xiàn)象被業(yè)內(nèi)稱之為“頻譜危機(jī)”，也就是說這些擁擠的場(chǎng)所無(wú)法為每個(gè)用戶提供他們所需的無(wú)線頻譜，以至于無(wú)法保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋率股暇W(wǎng)者的體驗(yàn)非常糟糕。

然而在不久的將來，這種狀況可望改善。美國(guó)麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在最近發(fā)表的一篇題為《實(shí)時(shí)分布式多輸入/多輸出系統(tǒng)》的研究論文中，表示已經(jīng)找到了解決方案。他們宣布設(shè)計(jì)了一套名叫“MegaMIMO2.0”的系統(tǒng)，能夠使得無(wú)線路由器在人流大規(guī)模聚集的地方無(wú)縫協(xié)作，避免同頻率之間的無(wú)線干擾。通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的調(diào)整和改進(jìn)，讓W(xué)i-Fi信號(hào)在不同頻率同時(shí)發(fā)送，從而確保無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的上網(wǎng)速度增加10倍，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)送變得更加高效。

“由于頻譜的稀缺，提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)承載力的唯一途徑是增添更多的無(wú)線接入點(diǎn)，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(shí)際應(yīng)用，一直飽受爭(zhēng)議。”斯坦福大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家薩欽·卡蒂說。

“MegaMIMO 2.0”

作為一套分布式MIMO，由4個(gè)獨(dú)立接收器組成的“MegaMIMO 2.0”系統(tǒng)是一款數(shù)據(jù)傳輸軟件，大小跟一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線路由差不多。MIT研究人員研發(fā)出新的信號(hào)處理算法，能夠處理路由器的信號(hào)，調(diào)節(jié)它們的活動(dòng)，從而避免了在同一時(shí)間、同一頻率發(fā)送信號(hào)的情況。消除了這一干擾，區(qū)域內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就能夠更加高效地運(yùn)作。在傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)MIMO系統(tǒng)中，發(fā)射器之間是在未經(jīng)協(xié)調(diào)的情況下運(yùn)行的，產(chǎn)生的干擾往往使得實(shí)際效率只有25%左右。而通過協(xié)調(diào)4個(gè)獨(dú)立的接收器，“MegaMIMO 2.0”系統(tǒng)可將吞吐量提升至3.6倍。考慮到干擾會(huì)隨著信源數(shù)量的增長(zhǎng)而成倍增加，這套系統(tǒng)的效益也會(huì)更加明顯。

研究人員在一個(gè)移動(dòng)設(shè)備密集房間的測(cè)試結(jié)果證實(shí)，與傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相比，“MegaMIMO 2.0”傳輸技術(shù)傳輸速率增加了360%。通過無(wú)線頻段之間的相互聯(lián)系，解決了Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)在大量設(shè)備同時(shí)接入時(shí)的干擾問題。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的邊緣地帶，為移動(dòng)設(shè)備提供更好的上網(wǎng)速度和更強(qiáng)的無(wú)線信號(hào)。即使是在大型活動(dòng)場(chǎng)合的擁擠網(wǎng)絡(luò)中，相同頻段的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)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(gè)路由連接到一臺(tái)移動(dòng)設(shè)備，被稱為Wave 2的下一個(gè)迭代可讓多個(gè)路由連接到多名用戶。“MegaMIMO 2.0”的到來對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)、AR、VR尤為重要。更多的設(shè)備意味著更多的帶寬，而這正是MIMO所能提供的。

“由于無(wú)線頻譜屬于稀缺資源，網(wǎng)絡(luò)擁堵現(xiàn)象只會(huì)越來越嚴(yán)重。‘MegaMIMO 2.0系統(tǒng)的重要意義在于，即使在擁塞的網(wǎng)絡(luò)中也能大幅提升數(shù)據(jù)傳輸速度。目前，研究團(tuán)隊(duì)正在想辦法讓這項(xiàng)新技術(shù)商業(yè)化。我們還創(chuàng)建了自己的MegaMIMO公司，并與相關(guān)組織接洽推廣這項(xiàng)新技術(shù)。”參與研究的科學(xué)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(chǎng)、購(gòu)物中心等人流密集的地方暢快上網(wǎng)。”

編輯：成韻 chengyunpipi@126.com