麻省理工推「智慧表面」,可以放大 Wi-Fi 訊號強度近10倍

RFocus是一個軟體控制的「智慧表面」,它使用超過3000個天線來最大化接收器上訊號的強度。測試表明,RFocus可以將Wi-Fi 平均訊號強度提高近10倍。

麻省理工推「智慧表面」:優化接收器5G訊號強度

「5G時代即將來臨。」這話我們已經聽了很久了。

雖然高速5G網路確實在全球少數幾個國家緩慢推廣,但仍存在許多阻礙廣泛採用的障礙。

一個非常棘手的問題是,如果沒有更有效的無線訊號傳輸方式,我們就無法獲得更快的聯網速度。總的趨勢是簡單地在發射機(即Wi-Fi接入點和基地台)或接收機(如電話或筆記型電腦)上添加天線。但隨著各大廠商爭相設計推出越來越小的設備,包括新一輪的「物聯網」系統,這一點將會變得越來越難做到。

麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室(CSAIL)的研究人員最近研究了這個問題,。與其把注意力集中在發射機和接收機上,為什麼不透過在環境本身的外表面增加天線來放大訊號呢?

這就是CSAIL團隊新系統RFocus背後的想法,它是一個軟體控制的「智慧表面」,它使用超過3000個天線來最大化接收器上訊號的強度。測試表明,RFocus可以將平均訊號強度提高近10倍。實際上,這個平台也非常划算,每根天線只需幾美分。天線很便宜,因為它們根本不處理訊號;它們只控制訊號的反射方式。主創Venkat Arun說,據團隊所知,這個項目代表了一個通訊鏈路所用天線的最大數量。

麻省理工推「智慧表面」:優化接收器5G訊號強度

雖然該系統可以作為另一種形式的WiFi範圍擴展器,但研究人員說,它最有價值的用途可能是在未來聯網的家庭和工廠。

例如,假設一個倉庫有數百個感應器,用於監控機器和庫存。麻省理工學院教授哈里巴拉克里希南(Hari Balakrishnan)表示,這種規模的系統通常會昂貴得令人望而卻步,而且耗電量很大,但如果採用像RFocus這樣的方法,低功耗互連系統是可能的。

巴拉克里希南說:「我們的核心目標是探索我們是否可以在環境中使用元素,並安排它們以我們能夠實際控制的方式來引導訊號,一篇關於RFocus的新論文的高級作者,該論文將於下月在加州聖克拉拉舉行的USENIX網路系統設計與實現研討會(NSDI)上發表。「如果你想讓無線設備以盡可能低的功率傳輸,但給你一個好的訊號,這似乎是一種非常有前途的方法。」

RFocus是一個由數千個天線組成的二D表面,每個天線可以讓訊號通過或反射訊號。元件的狀態由軟體控制器設置,軟體開發團隊以最大化接收機的訊號強度為目標。

「最大的挑戰是確定如何配置天線,以最大限度地提高訊號強度,而不使用任何額外的感應器,因為我們測量的訊號是非常弱的,」博士文卡阿倫說。「我們最終得到了一種出奇健壯的技術。」

研究人員並不是第一個探索利用外部環境提高網速的可能性的人。普林斯頓大學的一個小組由凱爾‧賈米森教授領導,針對人們在牆兩邊使用電腦的具體情況,提出了一個類似的方案。巴拉克里希南表示,RFocus的目標是開發一種更低成本的方法,可以在更廣泛的場景中使用。

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