外部系统无需额外天线即可将电话信号强度提高1000%

 
我们已经听到很多年了：5G即将到来。
然而，尽管高速5G互联网确实在全球众多国家中缓慢铺开，但仍然存在许多阻碍广泛采用的障碍。
一个问题是，如果没有更有效的传送无线信号的方法，我们将无法获得更快的互联网速度。总的趋势是简单地在发射器(即Wi-Fi接入点和蜂窝塔)或接收器(例如电话或笔记本电脑)上增加天线。但是随着公司越来越多地生产越来越小的设备，包括新的“物联网”系统浪潮，这变得越来越困难。
麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的研究人员最近对这个问题进行了研究，并想知道人们是否一直在整个过程中完全落后。如果不关注发射器和接收器，我们可以通过在环境本身的外表面添加天线来放大信号呢?
这就是CSAIL团队的新系统RFocus的想法，RFocus是一种软件控制的“智能表面”，它使用3,000多个天线来最大化接收器上信号的强度。测试表明，RFocus可以将平均信号强度提高近10倍。实际上，该平台也非常具有成本效益，每个天线仅花费几美分。天线很便宜，因为它们根本不处理信号。他们只是控制它的反映方式。主要作者Venkat Arun说，就团队所知，该项目代表了单条通信链路中使用的天线数量最多的情况。
尽管该系统可以用作WiFi范围扩展器的另一种形式，但研究人员表示，其最有价值的用途可能是在未来的联网家庭和工厂中。
例如，设想一个仓库，其中有数百个用于监视机器和库存的传感器。麻省理工学院的教授Hari Balakrishnan表示，这种规模的系统通常价格过高和/或功耗大，但使用RFocus这样的方法的低功耗互连系统则可能实现。
“这里的核心目标是探索我们是否可以在环境中使用元素，并安排它们以一种我们可以实际控制的方式来引导信号，”有关RFocus的新论文的高级作者Balakrishnan说，该论文将于下个月发表。在加利福尼亚州圣克拉拉举行的USENIX网络系统设计和实现(NSDI)研讨会上。 “如果您想让无线设备以尽可能低的功率进行传输，但又能给您一个良好的信号，那么这似乎是一种极有前途的方法。”
RFocus是一个二维表面，由数千个天线组成，每个天线都可以让信号通过或反射信号。元素的状态由团队开发的软件控制器设置，目的是使接收器的信号强度最大化。
博士说：“最大的挑战是确定如何配置天线以最大化信号强度，而无需使用任何其他传感器，因为我们测量的信号非常弱。”学生Venkat Arun，与Balakrishnan一起是新论文的主要作者。 “我们最终获得了一种非常强大的技术。”
研究人员并不是第一个探索使用外部环境提高互联网速度的可能性的人。普林斯顿大学的一个由凯尔·贾米森教授领导的团队针对在墙壁两边使用计算机的人们的具体情况提出了类似的方案。 Balakrishnan说，RFocus的目标是开发一种更低成本的方法，该方法可用于更广泛的场景。
参与RFocus项目的杰米森说：“智能表面实际上为我们提供了成千上万个天线可以使用。” “控制所有这些天线以及在想象所有可能的天线配置时获得的庞大搜索空间中导航的最佳方法，只是两个真正具有挑战性的开放性问题。”