盡管高速5G互聯(lián)網(wǎng)確實(shí)在全球眾多國(guó)家中緩慢鋪開(kāi)，但仍然存在許多阻礙廣泛采用的障礙。問(wèn)題之一是如果沒(méi)有更有效的傳送無(wú)線信號(hào)的方式，我們就無(wú)法獲得更快的互聯(lián)網(wǎng)速度。大趨勢(shì)是簡(jiǎn)單地在發(fā)射器(即Wi-Fi接入點(diǎn)和基站)或接收器(如電話或筆記本電腦)上增加天線。但是，隨著公司越來(lái)越多地生產(chǎn)越來(lái)越小的設(shè)備，包括新的“物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)浪潮，這變得越來(lái)越困難。

麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室(CSAIL)的研究人員最近對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究，并想知道人們是否一直在整個(gè)過(guò)程中完全落后。如果不關(guān)注發(fā)射器和接收器，我們可以通過(guò)在環(huán)境本身的外表面添加天線來(lái)放大信號(hào)呢?

這就是CSAIL團(tuán)隊(duì)的新系統(tǒng)RFocus的想法，RFocus是一種軟件控制的“智能表面”，它使用3,000多個(gè)天線來(lái)最大化接收器上信號(hào)的強(qiáng)度。測(cè)試表明，RFocus可以將平均信號(hào)強(qiáng)度提高近10倍。實(shí)際上，該平臺(tái)也非常具有成本效益，每個(gè)天線僅花費(fèi)幾美分。天線很便宜，因?yàn)樗鼈兏静惶幚硇盘?hào)。他們只是控制它的反映方式。主要作者Venkat Arun說(shuō)，根據(jù)團(tuán)隊(duì)的知識(shí)，該項(xiàng)目代表了單個(gè)通信鏈路中使用的天線數(shù)量最多的情況。

雖然該系統(tǒng)可以用作WiFi范圍擴(kuò)展器的另一種形式，但研究人員表示，其最有價(jià)值的用途可能是在未來(lái)的聯(lián)網(wǎng)家庭和工廠中。

RFocus平臺(tái)具有3,000多種纖巧，廉價(jià)的天線，用于放大附近的無(wú)線信號(hào)

例如，假設(shè)倉(cāng)庫(kù)中有數(shù)百個(gè)傳感器，用于監(jiān)視機(jī)器和庫(kù)存。麻省理工學(xué)院的教授Hari Balakrishnan表示，這種規(guī)模的系統(tǒng)通常價(jià)格過(guò)高和/或功耗大，但使用RFocus這樣的方法的低功耗互連系統(tǒng)則可能實(shí)現(xiàn)。

“這里的核心目標(biāo)是探索我們是否可以在環(huán)境中使用元素，并安排它們以一種我們可以實(shí)際控制的方式來(lái)引導(dǎo)信號(hào)，”有關(guān)RFocus的新論文的高級(jí)作者Balakrishnan說(shuō)，該論文將于下個(gè)月發(fā)表。在加利福尼亞州圣克拉拉舉行的USENIX網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)(NSDI)研討會(huì)上。“如果您想讓無(wú)線設(shè)備以盡可能低的功率發(fā)送信號(hào)，但又能給您一個(gè)良好的信號(hào)，那么這似乎是一種極有希望的方法。”

RFocus是一個(gè)二維表面，由數(shù)千個(gè)天線組成，每個(gè)天線都可以讓信號(hào)通過(guò)或反射信號(hào)。元素的狀態(tài)由團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的軟件控制器設(shè)置，其目的是使接收器的信號(hào)強(qiáng)度最大化。

博士說(shuō)：“最大的挑戰(zhàn)是，在不使用任何其他傳感器的情況下，確定如何配置天線以最大化信號(hào)強(qiáng)度，因?yàn)槲覀儨y(cè)量的信號(hào)非常微弱。” 學(xué)生Venkat Arun，與Balakrishnan一起是新論文的主要作者。“我們最終獲得了一種非常強(qiáng)大的技術(shù)。”

研究人員并不是第一個(gè)探索使用外部環(huán)境提高互聯(lián)網(wǎng)速度的可能性的人。由凱爾·賈米森教授領(lǐng)導(dǎo)的普林斯頓大學(xué)一個(gè)小組針對(duì)在墻壁兩邊使用計(jì)算機(jī)的人們的具體情況提出了類(lèi)似的方案。Balakrishnan說(shuō)，RFocus的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種成本更低的方法，該方法可用于更廣泛的場(chǎng)景中。

參與RFocus項(xiàng)目的杰米森說(shuō)：“智能表面實(shí)際上為我們提供了數(shù)以千計(jì)的天線可供選擇。” “控制所有這些天線，并在您想象所有可能的天線配置時(shí)獲得的巨大搜索空間的最佳方法，只是兩個(gè)真正具有挑戰(zhàn)性的開(kāi)放性問(wèn)題。”