無(wú)線頻譜資源是有限的，但無(wú)線通信設(shè)備的增長(zhǎng)卻是無(wú)限的。所以，由于頻譜資源短缺，網(wǎng)絡(luò)擁堵現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，麻省理工學(xué)院（MIT）計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）Dina Katabi教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，在一項(xiàng)論文中展示了“megamimo2.0”的系統(tǒng)，相對(duì)于現(xiàn)有wifi系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速率提升至3倍以上，信號(hào)傳輸范圍提升至2倍。

　　網(wǎng)絡(luò)擁堵問(wèn)題

　　在大型展會(huì)、會(huì)議、電影院、音樂(lè)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，由于人員眾多，無(wú)線設(shè)備密集，所以經(jīng)常發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁堵。也就是，手機(jī)wifi經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法連接，或者速度很慢的情況，例如：在一次iPhone4的演示會(huì)上，喬布斯也曾由于網(wǎng)絡(luò)擁堵問(wèn)題，不得不暫停演示。顯然，我們每個(gè)人也都遇到過(guò)這種類似情況，在網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)，wifi基本上沒(méi)法接收數(shù)據(jù)。

　　megamimo2.0系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　面對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁堵和屏幕資源短缺，也許我們會(huì)想到使用增加發(fā)射器的方法來(lái)解決，但是，有一個(gè)重要問(wèn)題，就是多個(gè)發(fā)射器之間會(huì)存在干擾。這樣，我們就必須讓所有的接入點(diǎn)（AP），之間相互同步，有效的利用現(xiàn)有的頻譜資源，且不產(chǎn)生干擾。

　　所以，研究人員開(kāi)發(fā)了megamimo2.0系統(tǒng)，據(jù)說(shuō)即將商用，其關(guān)鍵功能點(diǎn)在于：在同樣的頻率下，同時(shí)協(xié)調(diào)多個(gè)接入點(diǎn)，而且不產(chǎn)生干擾。所以，它可以動(dòng)態(tài)提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的速度和能力，特別是針對(duì)例如音樂(lè)會(huì)、展示會(huì)和足球比賽這些容易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁堵的場(chǎng)所。

　　megamimo2.0的硬件，和標(biāo)準(zhǔn)路由器差不多大，由處理器，實(shí)時(shí)基帶處理系統(tǒng)和信號(hào)收發(fā)器板組成。

　　為了測(cè)試megamimo2.0的性能，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)模擬會(huì)議室，其中具有4個(gè)獨(dú)立的接收器和4個(gè)獨(dú)立的AP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率可提高至現(xiàn)有系統(tǒng)的330%。

　　megamimo2.0原理詳解

　　在網(wǎng)絡(luò)擁堵的環(huán)境下，兩個(gè)接入點(diǎn)（AP），同時(shí)同頻傳輸，會(huì)引起干擾。AP可以通過(guò)輪流傳輸來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但是這樣又帶來(lái)了低數(shù)據(jù)傳輸率。

　　研究人員的試驗(yàn)中，沒(méi)有MegaMIMO技術(shù)的系統(tǒng)，不同AP之間會(huì)出現(xiàn)相互干擾的情況，如下圖所示：

　　而MegaMIMO系統(tǒng)，讓多個(gè)AP可以在“同時(shí)同頻”下傳輸，且不引起干擾，從而在擁堵的網(wǎng)絡(luò)中高速傳輸數(shù)據(jù)。

　　MegaMIMO系統(tǒng)，不同AP之間，同步相位，消除了相互干擾，如下圖所示：

　　這些年，CSAIL團(tuán)隊(duì)研究人員一則在尋找方案，同時(shí)協(xié)調(diào)幾個(gè)路由，使得它們更一致更快的傳輸數(shù)據(jù)。重點(diǎn)來(lái)說(shuō)，就是協(xié)調(diào)多個(gè)傳送器，同步它們的相位。為此，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了特殊的信號(hào)處理算法，在同一頻率下，讓多個(gè)獨(dú)立發(fā)射機(jī)，向多個(gè)獨(dú)立接收機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，且相互之間不干擾。

　　研究的意義及未來(lái)展望

　　因?yàn)轭l譜資源短缺，提高無(wú)線通信容量的唯一途徑，就是增加更多的接入點(diǎn)和分布式的MIMO解決方案。但是，很長(zhǎng)時(shí)間，人們對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)實(shí)用性懷疑都存在懷疑。然而，Katabi團(tuán)隊(duì)通過(guò)MIMO網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)，打消了人們的顧慮。

　　這項(xiàng)技術(shù)，同樣也可以應(yīng)用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，解決用戶打電話時(shí)發(fā)生擁堵問(wèn)題。團(tuán)隊(duì)也在擴(kuò)展megamimo2.0技術(shù)，一次可以協(xié)調(diào)幾十個(gè)路由器，從而帶來(lái)更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。

　　不久的未來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于校園，會(huì)議，大型比賽現(xiàn)場(chǎng)，以提供高質(zhì)量，高速度的wifi網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，其市場(chǎng)價(jià)值和前景值得期待。也許，我們很快可以看到商用案例。