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    坦福大学发明同时发送和接收无线信号设备 无线网速提高两倍

    作者:admin    时间:2011-8-21 22:46:30    浏览:
    • 坦福大学电子工程专业的研究团队发明了一种能在同一时间发送并接收无线信号的设备,这意味着我们在使用Wi-Fi时无线通信设备将能同时发送和接受信息数据包。

      采用这种新技术,无线网络的速度将会快太多太多

      移动电话使用的电信网络用复杂而昂贵的技术手段来支撑同步的互动聊天,但是这种解决方案并不是适合所有的网络。现在这种新的技术系统绝不仅仅是让长途货运司机或者空中交通飞行员在使用无线通信网络时受益,真正对我们的日常生活产生巨大影响的就是Wi-Fi无线网络,采用这种新技术,无线网络的速度将会快太多太多。

      一般情况下,当无线信号发送器发送出一个信号,这个信号要比它接收的任何输入信号强上几百万倍。在这种情况下,播放的信号将会淹没所有输入信号。斯坦福大学的团队开发了一种能够让接收器掩盖自己发送信号时产生的干扰的技术——就像我们日常边讲边听的时候,大脑却能够分别出自己和别人的声音一样。

      正是由于这种干扰被清除,接受器能够分清外部输入的信息量,这就意味着以后在使用Wi-Fi时,我们的计算机能同时发送和接受信息数据包,所以在特定的时间段里就将带来两倍的工作效率。

      点评:目前移动互联网正处于高速扩张时期,而无线网速无疑是制约其发展的一个瓶颈。这项技术或将对未来Wi-Fi的普及带来重要影响。

       

      坦福大学发明同时发送和接收无线信号设备 无线网速提高两倍

      “无线通信是单行道。Over。”

      如我们所熟悉的那样,在无线通信系统中,无线电信号只能在某一时间内、某一个具体频段上,流向同一个方向,因此无论是飞行员和空中交通调度员,还是无线话机用户和应急救援人员之间在进行通话时,都常常用“Over”作为结尾。

      但是现在,斯坦福大学的研究人员开发出了世界上第一个可以同时收、发信号的无线通信系统。

      这一发明立刻使无线通信系统的能力达到现有系统的两倍,而再经过细微的改进设计,人们可以获得速度更快、效率更高的网络。

      “教科书上说,你不可能做到这一点。”斯坦福大学计算机科学与电子工程学助理教授Philip Levis表示,“但是,新的系统完全打破了业界关于无线网络的设计原则和传统学说。”

      蜂窝通信网允许用户可以同时讲话和收听,但其使用了一种造价昂贵、需要精细设计的方法,而这一技术对其他无线网络(例如Wi-Fi)就不完全可行。

      起源于一个简单设想

      斯坦福大学电子工程专业的研究生Jung Il Choi、Mayank Jain和Kannan Srinivasan组成了一个3人研究小组,他们的这一突破之举来源于一个很简单的设想:“如果无线电能像我们的大脑那样,当我们同时听、说时能将我们自己的声音筛选出来,情况会怎样?”

      在大多数无线网络中,每一个设备都不得不交替说话或收听,“就像两个人同时向对方传递信息。”Levis表示,“如果他们同时向对方大声喊话,那么谁都不会听到对方的信息。”

      接下来,在Levis和计算机科学与电子工程学助理教授Sachin Katti的帮助下,3个学生花了几个月的时间,研究如何设计一个新型的无线系统。

      他们设计双向同时通信的主要障碍在于:接收信号与发送信号的强度截然不同,接收信号往往被发送信号掩盖,难以同时做到听和说。

      “当无线信号发送时,它自身发送的强度比能同时听到的其他信号要高上万甚至上亿倍,”Levis解释道,“这就好像你在大声喊叫的同时,试着听清楚一个耳语。”

      但是,研究者意识到,如果无线接收器可以从自身的发送器过滤出信号,那么就可以听到微弱的接收信号。“如果你听不到自己的喊叫,而能听到其他人的耳语,那么这个系统就成功了!”Levis解释说。

      他们的这一构想依托于一个事实,那就是每一个无线信道都清楚地知道自己传输什么,因此也就清楚地知道接收器应该滤出什么,这一过程与噪声消除的头戴式耳机类似。

      在去年秋天于美国芝加哥举行的的MobiCom2010国际会议上,研究者展示了他们的设施。这一会议齐聚了500多位世界移动网络领域的顶级专家,而他们的这一成果最终获得了“最佳演示奖”。

      Jain表示:“在此之前,没有人相信同时收发信号能够实现。”Levis说,一位研究者甚至告诉学生们,他们的想法“如此简单,不可能成功”,因为如此明显的方法早已被失败者尝试过了。

      通信技术的重大突破

      斯坦福学生的这一突破,给未来通信网络的发展带来无穷想象和巨大提升。Levis表示,同时收发信号最明显的影响在于,它立刻使信道和系统容量提升了一倍。这意味着家庭和企业网络将变得速度更快、拥堵更少,用户体验也将得到极大的提升。

      当然,新技术适用的应用场景也不仅仅局限于公众通信。Levis指出,这一技术将对各行业产生重大影响,例如可以解决传统无线系统无法解决的空中交通控制通信问题——在当前的系统中,如果两架飞机在同一时间、同一频段向控制塔发起呼叫,那么他们都无法接通。而正是由于传送信号被阻止,导致飞机相撞,这类惨剧已经发生过多次。而新系统将有助于缓解传送信号的阻止,并进而杜绝此类惨剧的发生。

      这一小组目前对此技术拥有有条件性专利(Provisional Patent),正全力投入其商业化中。他们当前正努力增大传送的强度,以及系统工作的距离。在该技术应用于Wi-Fi网络之前,这些技术性能的提升是极其必要的。

      但是,这一技术对未来网络的影响更具前景。Levis认为,在基于双向同时发送技术的基础上,一旦包括硬件和软件的新一代通信系统被搭建起来,那么结果将不可估量。

      Link:杨景:创新其实并不复杂

      中国移动研究院首席科学家杨景在其博客上推荐此文,并说:“看来,创新并不复杂,创新的思路是无穷的。其实在最早的有线电话通信中,收发就是同时的,并且是承载在同一个频带上的。那就是通过一个十分简单的‘二—四线’转换实现的。一百年之后,最老的概念又被用来开发无线通信技术,当然,处理技术可不一样了!有技术兴趣的读者可以看Jung Il Choiy、Mayank Jainy、Kannan Srinivasany等人的发表在Mobicom 2010上的论文,《Achieving Single Channel, Full Duplex Wireless Communication》(http://sing.stanford.edu/pubs/mobicom10-duplex.pdf)。”

    标签: 无线网络  
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