WiFi传输速率提升3倍的MegaMIMO 2.0原理详解

　　无线频谱资源是有限的，但无线通信设备的增长却是无限的。所以，由于频谱资源短缺，网络拥堵现象愈发严重。为了应对这一问题，麻省理工学院（MIT）计算机科学和人工智能实验室（CSAIL）Dina Katabi教授带领的团队，在一项论文中展示了“megamimo2.0”的系统，相对于现有wifi系统，数据传输速率提升至3倍以上，信号传输范围提升至2倍。

　　网络拥堵问题

　　在大型展会、会议、电影院、音乐会现场，由于人员众多，无线设备密集，所以经常发生网络拥堵。也就是，手机wifi经常出现无法连接，或者速度很慢的情况，例如：在一次iPhone4的演示会上，乔布斯也曾由于网络拥堵问题，不得不暂停演示。显然，我们每个人也都遇到过这种类似情况，在网络拥堵时，wifi基本上没法接收数据。

　　megamimo2.0系统简介

　　面对网络拥堵和屏幕资源短缺，也许我们会想到使用增加发射器的方法来解决，但是，有一个重要问题，就是多个发射器之间会存在干扰。这样，我们就必须让所有的接入点（AP），之间相互同步，有效的利用现有的频谱资源，且不产生干扰。

　　所以，研究人员开发了megamimo2.0系统，据说即将商用，其关键功能点在于：在同样的频率下，同时协调多个接入点，而且不产生干扰。所以，它可以动态提高无线网络的速度和能力，特别是针对例如音乐会、展示会和足球比赛这些容易产生网络拥堵的场所。

　　megamimo2.0的硬件，和标准路由器差不多大，由处理器，实时基带处理系统和信号收发器板组成。

　　为了测试megamimo2.0的性能，研究人员创建了一个模拟会议室，其中具有4个独立的接收器和4个独立的AP。结果发现该系统的数据传输率可提高至现有系统的330%。

　

　　megamimo2.0原理详解

　　在网络拥堵的环境下，两个接入点（AP），同时同频传输，会引起干扰。AP可以通过轮流传输来解决这个问题，但是这样又带来了低数据传输率。

　　

　　研究人员的试验中，没有MegaMIMO技术的系统，不同AP之间会出现相互干扰的情况，如下图所示：

　　

　　而MegaMIMO系统，让多个AP可以在“同时同频”下传输，且不引起干扰，从而在拥堵的网络中高速传输数据。

　　

　　MegaMIMO系统，不同AP之间，同步相位，消除了相互干扰，如下图所示：

　

　　这些年，CSAIL团队研究人员一则在寻找方案，同时协调几个路由，使得它们更一致更快的传输数据。重点来说，就是协调多个传送器，同步它们的相位。为此，团队开发了特殊的信号处理算法，在同一频率下，让多个独立发射机，向多个独立接收机传输数据，且相互之间不干扰。

　　研究的意义及未来展望

　　因为频谱资源短缺，提高无线通信容量的唯一途径，就是增加更多的接入点和分布式的MIMO解决方案。但是，很长时间，人们对于这项技术实用性怀疑都存在怀疑。然而，Katabi团队通过MIMO网络的实验，打消了人们的顾虑。

　　这项技术，同样也可以应用于蜂窝网络，解决用户打电话时发生拥堵问题。团队也在扩展megamimo2.0技术，一次可以协调几十个路由器，从而带来更快的数据传输速度。

　　不久的未来，这项技术可应用于校园，会议，大型比赛现场，以提供高质量，高速度的wifi网络服务，其市场价值和前景值得期待。也许，我们很快可以看到商用案例。