卡卡網(wǎng)

坦福大學(xué)電子工程專業(yè)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種能在同一時(shí)間發(fā)送并接收無線信號的設(shè)備，這意味著我們在使用Wi-Fi時(shí)無線通信設(shè)備將能同時(shí)發(fā)送和接受信息數(shù)據(jù)包。

采用這種新技術(shù)，無線網(wǎng)絡(luò)的速度將會(huì)快太多太多

移動(dòng)電話使用的電信網(wǎng)絡(luò)用復(fù)雜而昂貴的技術(shù)手段來支撐同步的互動(dòng)聊天，但是這種解決方案并不是適合所有的網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在這種新的技術(shù)系統(tǒng)絕不僅僅是讓長途貨運(yùn)司機(jī)或者空中交通飛行員在使用無線通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)受益，真正對我們的日常生活產(chǎn)生巨大影響的就是Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)，采用這種新技術(shù)，無線網(wǎng)絡(luò)的速度將會(huì)快太多太多。

一般情況下，當(dāng)無線信號發(fā)送器發(fā)送出一個(gè)信號，這個(gè)信號要比它接收的任何輸入信號強(qiáng)上幾百萬倍。在這種情況下，播放的信號將會(huì)淹沒所有輸入信號。斯坦福大學(xué)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種能夠讓接收器掩蓋自己發(fā)送信號時(shí)產(chǎn)生的干擾的技術(shù)——就像我們?nèi)粘＿呏v邊聽的時(shí)候，大腦卻能夠分別出自己和別人的聲音一樣。

正是由于這種干擾被清除，接受器能夠分清外部輸入的信息量，這就意味著以后在使用Wi-Fi時(shí)，我們的計(jì)算機(jī)能同時(shí)發(fā)送和接受信息數(shù)據(jù)包，所以在特定的時(shí)間段里就將帶來兩倍的工作效率。

點(diǎn)評：目前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)正處于高速擴(kuò)張時(shí)期，而無線網(wǎng)速無疑是制約其發(fā)展的一個(gè)瓶頸。這項(xiàng)技術(shù)或?qū)ξ磥鞼i-Fi的普及帶來重要影響。

坦福大學(xué)發(fā)明同時(shí)發(fā)送和接收無線信號設(shè)備 無線網(wǎng)速提高兩倍

“無線通信是單行道。Over。”

如我們所熟悉的那樣，在無線通信系統(tǒng)中，無線電信號只能在某一時(shí)間內(nèi)、某一個(gè)具體頻段上，流向同一個(gè)方向，因此無論是飛行員和空中交通調(diào)度員，還是無線話機(jī)用戶和應(yīng)急救援人員之間在進(jìn)行通話時(shí)，都常常用“Over”作為結(jié)尾。

但是現(xiàn)在，斯坦福大學(xué)的研究人員開發(fā)出了世界上第一個(gè)可以同時(shí)收、發(fā)信號的無線通信系統(tǒng)。

這一發(fā)明立刻使無線通信系統(tǒng)的能力達(dá)到現(xiàn)有系統(tǒng)的兩倍，而再經(jīng)過細(xì)微的改進(jìn)設(shè)計(jì)，人們可以獲得速度更快、效率更高的網(wǎng)絡(luò)。

“教科書上說，你不可能做到這一點(diǎn)。”斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與電子工程學(xué)助理教授Philip Levis表示，“但是，新的系統(tǒng)完全打破了業(yè)界關(guān)于無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)原則和傳統(tǒng)學(xué)說。”

蜂窩通信網(wǎng)允許用戶可以同時(shí)講話和收聽，但其使用了一種造價(jià)昂貴、需要精細(xì)設(shè)計(jì)的方法，而這一技術(shù)對其他無線網(wǎng)絡(luò)（例如Wi-Fi）就不完全可行。

起源于一個(gè)簡單設(shè)想

斯坦福大學(xué)電子工程專業(yè)的研究生Jung Il Choi、Mayank Jain和Kannan Srinivasan組成了一個(gè)3人研究小組，他們的這一突破之舉來源于一個(gè)很簡單的設(shè)想：“如果無線電能像我們的大腦那樣，當(dāng)我們同時(shí)聽、說時(shí)能將我們自己的聲音篩選出來，情況會(huì)怎樣？”

在大多數(shù)無線網(wǎng)絡(luò)中，每一個(gè)設(shè)備都不得不交替說話或收聽，“就像兩個(gè)人同時(shí)向?qū)Ψ絺鬟f信息。”Levis表示，“如果他們同時(shí)向?qū)Ψ酱舐暫霸?，那么誰都不會(huì)聽到對方的信息。”

接下來，在Levis和計(jì)算機(jī)科學(xué)與電子工程學(xué)助理教授Sachin Katti的幫助下，3個(gè)學(xué)生花了幾個(gè)月的時(shí)間，研究如何設(shè)計(jì)一個(gè)新型的無線系統(tǒng)。

他們設(shè)計(jì)雙向同時(shí)通信的主要障礙在于：接收信號與發(fā)送信號的強(qiáng)度截然不同，接收信號往往被發(fā)送信號掩蓋，難以同時(shí)做到聽和說。

“當(dāng)無線信號發(fā)送時(shí)，它自身發(fā)送的強(qiáng)度比能同時(shí)聽到的其他信號要高上萬甚至上億倍，”Levis解釋道，“這就好像你在大聲喊叫的同時(shí)，試著聽清楚一個(gè)耳語。”

但是，研究者意識到，如果無線接收器可以從自身的發(fā)送器過濾出信號，那么就可以聽到微弱的接收信號。“如果你聽不到自己的喊叫，而能聽到其他人的耳語，那么這個(gè)系統(tǒng)就成功了！”Levis解釋說。

他們的這一構(gòu)想依托于一個(gè)事實(shí)，那就是每一個(gè)無線信道都清楚地知道自己傳輸什么，因此也就清楚地知道接收器應(yīng)該濾出什么，這一過程與噪聲消除的頭戴式耳機(jī)類似。

在去年秋天于美國芝加哥舉行的的MobiCom2010國際會(huì)議上，研究者展示了他們的設(shè)施。這一會(huì)議齊聚了500多位世界移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的頂級專家，而他們的這一成果最終獲得了“最佳演示獎(jiǎng)”。

Jain表示：“在此之前，沒有人相信同時(shí)收發(fā)信號能夠?qū)崿F(xiàn)。”Levis說，一位研究者甚至告訴學(xué)生們，他們的想法“如此簡單，不可能成功”，因?yàn)槿绱嗣黠@的方法早已被失敗者嘗試過了。

通信技術(shù)的重大突破

斯坦福學(xué)生的這一突破，給未來通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展帶來無窮想象和巨大提升。Levis表示，同時(shí)收發(fā)信號最明顯的影響在于，它立刻使信道和系統(tǒng)容量提升了一倍。這意味著家庭和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)將變得速度更快、擁堵更少，用戶體驗(yàn)也將得到極大的提升。

當(dāng)然，新技術(shù)適用的應(yīng)用場景也不僅僅局限于公眾通信。Levis指出，這一技術(shù)將對各行業(yè)產(chǎn)生重大影響，例如可以解決傳統(tǒng)無線系統(tǒng)無法解決的空中交通控制通信問題——在當(dāng)前的系統(tǒng)中，如果兩架飛機(jī)在同一時(shí)間、同一頻段向控制塔發(fā)起呼叫，那么他們都無法接通。而正是由于傳送信號被阻止，導(dǎo)致飛機(jī)相撞，這類慘劇已經(jīng)發(fā)生過多次。而新系統(tǒng)將有助于緩解傳送信號的阻止，并進(jìn)而杜絕此類慘劇的發(fā)生。

這一小組目前對此技術(shù)擁有有條件性專利（Provisional Patent），正全力投入其商業(yè)化中。他們當(dāng)前正努力增大傳送的強(qiáng)度，以及系統(tǒng)工作的距離。在該技術(shù)應(yīng)用于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)之前，這些技術(shù)性能的提升是極其必要的。

但是，這一技術(shù)對未來網(wǎng)絡(luò)的影響更具前景。Levis認(rèn)為，在基于雙向同時(shí)發(fā)送技術(shù)的基礎(chǔ)上，一旦包括硬件和軟件的新一代通信系統(tǒng)被搭建起來，那么結(jié)果將不可估量。

Link：楊景：創(chuàng)新其實(shí)并不復(fù)雜

中國移動(dòng)研究院首席科學(xué)家楊景在其博客上推薦此文，并說：“看來，創(chuàng)新并不復(fù)雜，創(chuàng)新的思路是無窮的。其實(shí)在最早的有線電話通信中，收發(fā)就是同時(shí)的，并且是承載在同一個(gè)頻帶上的。那就是通過一個(gè)十分簡單的‘二—四線’轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。一百年之后，最老的概念又被用來開發(fā)無線通信技術(shù)，當(dāng)然，處理技術(shù)可不一樣了！有技術(shù)興趣的讀者可以看Jung Il Choiy、Mayank Jainy、Kannan Srinivasany等人的發(fā)表在Mobicom 2010上的論文，《Achieving Single Channel, Full Duplex Wireless Communication》（http://sing.stanford.edu/pubs/mobicom10-duplex.pdf）。”