Forskere ved CSAIL-laboratoriet (Computer Science and Artificial Intelligence Lab) til Massachusetts Institute of Technology (MIT) kunngjorde denne uken at de ved å videreutvikle en tidligere kunngjort teknologi har gjort det mulig å flerdoble de faktiske dataoverføringshastighetene for Wi-Fi i lokaler og områder med mange samtidige brukere og aksesspunkter. Dette man være alt fra store idrettsarenaer til flyplasser.
Problemet under slike forhold er at Wi-Fi-aksesspunkter enten «snakker i munnen på» hverandre fordi de benytter samme frekvens, eventuelt at de sender etter tur, noe som begrenser dataraten.
Interferens
– I dagens trådløse verden kan du ikke løse spektrumproblemet ved å pøse på med flere transmittere. Løsningen er å få alle disse aksesspunktene til å samarbeide om samtidig å utnytte det tilgjengelige spektrumet på en effektiv måte, sier Ezzeldin Hamed, doktorgradsstudenten som er hovedforfatter av den tekniske rapporten om arbeidet. Forskergruppen har blitt ledet av professor Dina Katabi.
– På samme måte som at to radiostasjoner ikke kan spille musikk samtidig på samme frekvens, kan ikke flere rutere overføre data innen det samme spektrumområdet uten å forårsake betydelig interferens som grøter til signalet, sier Hariharan Rahul, en gjesteforsker ved CSAIL og medforfatter av rapporten.
MIMO
Ved å bruke flere antenner, både i aksesspunktene og i klientenhetene, kan enhetene bruke flere sendere og mottakere på en gang, noe som kalles for MIMO (multiple-input and multiple-output). Dette gjør det mulig å sende og motta flere samtidige datasignaler på den samme radiokanalen fordi man utnytter at radiobølgene reflekteres av overflater i omgivelsene ankommer mottakerne på litt forskjellige tidspunkter.
Dette fungerer gjerne fint så lenge antallet Wi-Fi-enheter i området er forholdsvis begrenset. Men når antallet vokser, vil ikke båndbredden i Wi-Fi-spektrumet være bred nok til å kunne håndtere alle de samtidige signalene.
Men forskerne mener at det er mer fart å hente, uten å måtte øke frekvensspekteret. I stedet vil de koordinere aksesspunktene ved å synkronisere aksesspunktenes faser. De har derfor utviklet nye algoritmer for signalprosessering som gjør det mulig for flere uavhengige sendere å overføre data til flere uavhengige mottakere, innenfor den samme delen av spektrumet, uten at de forstyrrer hverandre.
Distribuert MIMO
En slik løsning kalles gjerne for distribuert MIMO.
– Siden spektrumet er så begrenset, er den eneste måten å forbedre den trådløse kapasiteten på å legge til flere aksesspunkter og å bruke en form for distribuert MIMO-løsning, sier Sachin Katti, en førsteamanuensis innen elektroteknikk og informatikk ved Stanford University, i pressemeldingen fra MIT. Katti skal ikke ha deltatt i forskningsprosjektet.
– Selv om det lenge har blitt tvilt om dette i det hele tatt har kunnet gjøres i praksis, har Katabis gruppe demonstrert at de kan løse de mange praktiske problemene til distribuerte MIMO-nettverk.
I laboratorieforsøk med fire aksesspunkter og fire mottakere som stadig har blitt flyttet rundt, har de vist av MegaMIMO 2.0, som løsningen kalles, bidro til å øke overføringshastighetene til enhetene med 330 prosent. Andre steder snakkes det om en tredobling.
MegaMIMO omtales også i denne videoen.
Videre arbeid
Planen nå er å utvide teknologien slik at flere titalls rutere eller aksesspunkter kan koordineres på en gang. Dette skal kunne bidra til enda høyere overføringshastigheter til hver bruker. Forskerne mener at den samme teknologien kan brukes i mobilnett.
Det foreligger nå planer om å kommersialisere teknologien. Forskningsarbeidet har blitt finansiert av USAs National Science Foundation og medlemmer av MIT Center for Wireless Networks and Mobile Computing.
