忠東

Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的“頻譜危機”

Wi-Fi是一種允許電子設(shè)備連接到一個WLAN（無線局域網(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。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速興起，人們在移動端使用Wi-Fi上網(wǎng)，已成為主要的休閑和工作方式。出門在外，大家會習(xí)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(qū)域，往往安裝了大量提供大家上網(wǎng)的無線路由器。然而這么多的路由器往往會互相產(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”，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(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，致使上網(wǎng)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(xué)院計算機科學(xué)和人工智能實驗室的一個研究團(tuán)隊在最近發(fā)表的一篇題為《實時分布式多輸入/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)計了一套名叫“MegaMIMO2.0”的系統(tǒng)，能夠使得無線路由器在人流大規(guī)模聚集的地方無縫協(xié)作，避免同頻率之間的無線干擾。通過對網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的調(diào)整和改進(jìn)，讓W(xué)i-Fi信號在不同頻率同時發(fā)送，從而確保無線網(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，提高無線網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用，一直飽受爭議?！彼固垢４髮W(xué)的計算機科學(xué)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(tǒng)是一款數(shù)據(jù)傳輸軟件，大小跟一個標(biāo)準(zhǔn)的無線路由差不多。MIT研究人員研發(fā)出新的信號處理算法，能夠處理路由器的信號，調(diào)節(jié)它們的活動，從而避免了在同一時間、同一頻率發(fā)送信號的情況。消除了這一干擾，區(qū)域內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)就能夠更加高效地運作。在傳統(tǒng)點對點MIMO系統(tǒng)中，發(fā)射器之間是在未經(jīng)協(xié)調(diào)的情況下運行的，產(chǎn)生的干擾往往使得實際效率只有25%左右。而通過協(xié)調(diào)4個獨立的接收器，“MegaMIMO 2.0”系統(tǒng)可將吞吐量提升至3.6倍?？紤]到干擾會隨著信源數(shù)量的增長而成倍增加，這套系統(tǒng)的效益也會更加明顯。

研究人員在一個移動設(shè)備密集房間的測試結(jié)果證實，與傳統(tǒng)的無線網(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)備同時接入時的干擾問題。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的邊緣地帶，為移動設(shè)備提供更好的上網(wǎng)速度和更強的無線信號。即使是在大型活動場合的擁擠網(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、一個路由連接到一臺移動設(shè)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?！癕egaMIMO 2.0”的到來對于物聯(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。

“由于無線頻譜屬于稀缺資源，網(wǎng)絡(luò)擁堵現(xiàn)象只會越來越嚴(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)隊正在想辦法讓這項新技術(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、購物中心等人流密集的地方暢快上網(wǎng)。”

編輯：成韻 chengyunpipi@126.com