卡卡網(wǎng)

坦福大學電子工程專業(yè)的研究團隊發(fā)明了一種能在同一時間發(fā)送并接收無線信號的設備，這意味著我們在使用Wi-Fi時無線通信設備將能同時發(fā)送和接受信息數(shù)據(jù)包。

采用這種新技術，無線網(wǎng)絡的速度將會快太多太多

移動電話使用的電信網(wǎng)絡用復雜而昂貴的技術手段來支撐同步的互動聊天，但是這種解決方案并不是適合所有的網(wǎng)絡?，F(xiàn)在這種新的技術系統(tǒng)絕不僅僅是讓長途貨運司機或者空中交通飛行員在使用無線通信網(wǎng)絡時受益，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，采用這種新技術，無線網(wǎng)絡的速度將會快太多太多。

一般情況下，當無線信號發(fā)送器發(fā)送出一個信號，這個信號要比它接收的任何輸入信號強上幾百萬倍。在這種情況下，播放的信號將會淹沒所有輸入信號。斯坦福大學的團隊開發(fā)了一種能夠讓接收器掩蓋自己發(fā)送信號時產(chǎn)生的干擾的技術——就像我們日常邊講邊聽的時候，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，我們的計算機能同時發(fā)送和接受信息數(shù)據(jù)包，所以在特定的時間段里就將帶來兩倍的工作效率。

點評：目前移動互聯(lián)網(wǎng)正處于高速擴張時期，而無線網(wǎng)速無疑是制約其發(fā)展的一個瓶頸。這項技術或將對未來Wi-Fi的普及帶來重要影響。

坦福大學發(fā)明同時發(fā)送和接收無線信號設備 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間內、某一個具體頻段上，流向同一個方向，因此無論是飛行員和空中交通調度員，還是無線話機用戶和應急救援人員之間在進行通話時，都常常用“Over”作為結尾。

但是現(xiàn)在，斯坦福大學的研究人員開發(fā)出了世界上第一個可以同時收、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)的能力達到現(xiàn)有系統(tǒng)的兩倍，而再經(jīng)過細微的改進設計，人們可以獲得速度更快、效率更高的網(wǎng)絡。

“教科書上說，你不可能做到這一點。”斯坦福大學計算機科學與電子工程學助理教授Philip Levis表示，“但是，新的系統(tǒng)完全打破了業(yè)界關于無線網(wǎng)絡的設計原則和傳統(tǒng)學說。”

蜂窩通信網(wǎng)允許用戶可以同時講話和收聽，但其使用了一種造價昂貴、需要精細設計的方法，而這一技術對其他無線網(wǎng)絡（例如Wi-Fi）就不完全可行。

起源于一個簡單設想

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

在大多數(shù)無線網(wǎng)絡中，每一個設備都不得不交替說話或收聽，“就像兩個人同時向對方傳遞信息。”Levis表示，“如果他們同時向對方大聲喊話，那么誰都不會聽到對方的信息。”

接下來，在Levis和計算機科學與電子工程學助理教授Sachin Katti的幫助下，3個學生花了幾個月的時間，研究如何設計一個新型的無線系統(tǒng)。

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

“當無線信號發(fā)送時，它自身發(fā)送的強度比能同時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，試著聽清楚一個耳語。”

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，那么這個系統(tǒng)就成功了！”Levis解釋說。

他們的這一構想依托于一個事實，那就是每一個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該濾出什么，這一過程與噪聲消除的頭戴式耳機類似。

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

Jain表示：“在此之前，沒有人相信同時收發(fā)信號能夠實現(xiàn)。”Levis說，一位研究者甚至告訴學生們，他們的想法“如此簡單，不可能成功”，因為如此明顯的方法早已被失敗者嘗試過了。

通信技術的重大突破

斯坦福學生的這一突破，給未來通信網(wǎng)絡的發(fā)展帶來無窮想象和巨大提升。Levis表示，同時收發(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)絡將變得速度更快、擁堵更少，用戶體驗也將得到極大的提升。

當然，新技術適用的應用場景也不僅僅局限于公眾通信。Levis指出，這一技術將對各行業(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——在當前的系統(tǒng)中，如果兩架飛機在同一時間、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，導致飛機相撞，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，并進而杜絕此類慘劇的發(fā)生。

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

但是，這一技術對未來網(wǎng)絡的影響更具前景。Levis認為，在基于雙向同時發(fā)送技術的基礎上，一旦包括硬件和軟件的新一代通信系統(tǒng)被搭建起來，那么結果將不可估量。

Link：楊景：創(chuàng)新其實并不復雜

中國移動研究院首席科學家楊景在其博客上推薦此文，并說：“看來，創(chuàng)新并不復雜，創(chuàng)新的思路是無窮的。其實在最早的有線電話通信中，收發(fā)就是同時的，并且是承載在同一個頻帶上的。那就是通過一個十分簡單的‘二—四線’轉換實現(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，當然，處理技術可不一樣了！有技術興趣的讀者可以看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）。”