新型 Wi-Fi 放大器「智能贴片」
pessoa @ 2020.04.05 , 09:00 上午因 WiFi 信号分布不均而苦恼？加州大学圣地亚哥分校 (UCSD) 的工程师发明了一种“智能贴片 (smart surface)”，它可将 WiFi 扩展至信号死角，并使速率翻倍。
UCSD 雅各布工程学院的电气和计算机工程系教授 Dinesh Bharadia 说：“你可以把它当装饰画一样贴在墙上，来增强公司或家里的 WiFi 信号。”
这项技术能使远程工作的员工和接受远程教育的学生们受益。Bharadia 说，它还能减弱邻居家 WiFi 的干扰，这样就能使人们更好地在家工作或学习。
在室内测试中，智能贴片能将 WiFi 信号的覆盖范围从 30 米扩展至 45 米。在本来就能接收到信号的区域，它还使传输数据的速率翻倍。
Bharadia 说：“它可以与现有的 WiFi 设备一起工作，无需再购置其他设备。”此项技术的耗能也极低，研究者称，一个纽扣电池就足以支持其工作一年。
Daniel Sievenpiper 说：“无需对 ap 设备(例如路由器)等进行额外的配置，就能享受到智能贴片提供的阵列天线级 WiFi 信号。”Daniel 是 Bharadia 的同事及此项目的合作者。
智能贴片是约 10cm × 30cm 大的印刷电路板 (PCB)，其中包含 48 个微型天线。这些天线能整合并反射从路由器等 ap 设备接收到的 WiFi 信号，来创造一个新的信号传输路径。这个新路径，或者说数据流，和原来发射自路由器等 ap 设备的一样强。
Bharadia 说：“此技术的关键在于，它能创建一个额外的连接至手机等设备的数据流，所以它不仅能将信号发射到的原本覆盖不到的地方，还能使原来的数据传输速率翻倍。”
这项技术由该团队开发的新型天线和算法实现。天线被设计为能调整接收到的信号——或者说无线电波——的相位，使其反射出的无线电波抵达接收端时处于同一相位。这样，这些无线电波就会合并成一个放大的波。
Manideep Dunna，Bharadia 的实验室中的一位博士生，说：“未加调整时，天线接收到的是众多处于不同相位的信号，所以你接收到的反射信号很弱，或者干脆没有信号。就像把很多 -1 和 +1 加起来一样。但如果天线对信号的相位作出调整，就像把所有的 -1 变成 +1 再计算总和一样，信号的强度会增加。”
研究者预计部署这项装置的花费很低。Dunna 说，大规模生产这种印刷电路板的话，成本可能降低至每块 5 美元。
在未来的研究中，团队会探索组合多个智能贴片能否进一步提高数据传输速率。Bharadia 说：“再加一个智能贴片会使速率翻两倍吗？用三个能翻两番吗？这会是个有趣的问题。”
该团队还在研究如何提升智能贴片的柔韧性。
更多信息：ScatterMIMO: Enabling Virtual MIMO with Smart Surfaces. DOI: 10.1145/3372224.3380887 , http://wcsng.ucsd.edu/files/scattermimo.pdf
本文译自 techxplore，由 pessoa 编辑发布。
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