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MIT的科研團隊
隨著移動互聯網的急速發展，人們在日常生活和工作中越來越離不開WiFi。不過，當我們在某個公共場所鏈接上WiFi信號時，也一定高頻率地遇到過這樣一個問題：網速緩慢，甚至不如手機自帶的4G。而且隨著接入公共網絡用戶數的增多，這個問題就愈加明顯。
對此，來自美國麻省理工學院（MIT）計算機科學和人工智能實驗室（CSAIL）的一個科研團隊日前研發出一款“MegaMIMO 2.0”多信號接入點協作系統，能將人群密集區的WiFi網速提高3倍以上，有效地解決了這一問題。
其實關于人群密集區WiFi網速差的原因大家應該都知道：網絡帶寬是有限的，分享的人數越多，那么分到每個人手里的就越少。
于是，基于這個原因，通常都使用如下的解決方案：在人口密集的區域布置多個接入點以分擔接入壓力。然而這種簡單粗暴的解決方式效果卻不理想。這是因為WiFi信號作為一種電磁波，是以某種固定頻率發射到空間中的。當同一空間內同時出現多個信號源，并且他們還發出同頻率不同相位的信號，則很容易產生信號干擾。這里所謂“同頻率不同相位”的情況非常容易出現（因為保證同頻率相對簡單，但同相位則很難），如動圖所示，在頻率不變的情況下，隨著兩個波形的相位持續變化，在多數情況下不但無法增強信號強度，相反會造成不同程度的信號衰減。
同頻率不同相位波形的干擾
關于這個方案，由于現在除了2.4GHz常見頻率路由器之外，5GHz頻率已經逐漸被大家接受，如果采取這兩個不同頻率信號交叉覆蓋的方式，則可以有效避免這一問題。然而這也同時引入一個新問題：由于5GHz頻段的信號雖然使用少，不容易造成信號干擾，可是由于頻率太高，波長太短，繞射能力很弱，因此在市內結構復雜墻壁較多的公共區域其實并不合適。
另一個避免信號干擾的方式就是多接入點之間分時復用，即每個時間點其實只有一臺路由器實際工作，其他路由器休息。這種方式雖然確保了不同頻率之間的無干擾，可是減弱了多接入點的協同效力。因此在人群密集區的網速提升作用不大。
基于這個現狀，來自MIT的科研人員研發了同頻率同相位情況下多接入點的協同合作系統MegaMIMO 2.0。
左側為傳統的干擾頻譜，右側為使用MegaMIMO 2.0之后的無干擾頻譜
該系統相對傳統做法的一個重要改變就是讓不同信號源的信號相位也同步。科研人員通過一種特殊的信號處理算法，將每個信號源的發射相位通過相互反饋和再修正過程，逐漸調整到統一步調。這樣就可以通過多接入點發射同頻率同相位信號的方式，大大增加一個空間內的WiFi網速。
據團隊的負責人解釋稱：道理其實很簡單，就好像我們在一個房間同時打開兩部收音機收聽同一個FM頻道，通常播音員的聲音都是無法同步的。而我們所做的就是，并不改變播音員的原有聲音，而是稍微調整了一下播音員發出聲音的時機罷了。
MegaMIMO 2.0的硬件外形和標準路由器差不多，同樣由主處理器，實時基帶處理系統和信號收發器等主要模塊組成，但內部集成的算法卻大不一樣。團隊成員在一個十幾平米的房間內布置了4個獨立的接入點和4個模擬的接入用戶進行實測。結果顯示使用MegaMIMO 2.0系統的WiFi速度可以達到傳統布局方式的330%，提高了3倍以上。
目前，研究人員正在進一步優化MegaMIMO 2.0系統，以達到最終成功走向商用的目的。同時團隊也在想辦法擴展MegaMIMO 2.0系統的容量，計劃將來實現十幾臺路由器協同工作的目標，帶來更快的數據傳輸速度。
雷鋒網相信，隨著科學家們的不斷努力，未來在大型會議和比賽現場等人群密集區的WiFi體驗將變得越來越好。
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