仅仅需要一点点算法的改进,无线网络的带宽就有望增加十倍之多

from 煎蛋 http://jandan.net/2012/11/04/bandwidth-breakthrough.html

科学家们近日将无线网络的带宽提升到了新的数量级,他们不是依靠增加基站的数目,也不占用更多的频段,更不是简单的提高信号发射的功率,而仅仅是利用算法的改进缓解了网络信号的传输压力,减少了数据丢包率。此项科技用新颖的方法改善了移动设备传输数据时的丢包率,它不仅可以消除信号传输中的冗余过程,而且可以实现 WiFi 网络和 LTE 网络数据的无缝对接——这也是另一途径的一大飞跃。“任何 IP 网络都可从中受益”,美国国家广播环球公司研发部副总裁 Sheau Ng 如是说。

仅仅需要一点点算法的改进,无线网络的带宽就有望增加十倍之多

麻省理工电子学研究室教授,此项研究的领头人之一 Muriel Medard 表示,已经有若干公司在近几月就此项技术签发了许可证书,但进一步细节限于保密协议未能透露。该项科技由来自麻省理工学院、葡萄牙波尔图大学、哈佛大学、加州理工学院、慕尼黑工业大学的研究者们共同完成。该技术已经由麻省理工学院和加州理工学院联合的一个称为 Code-On Technologies 的启动基金会给予授权。现存的问题是巨大的,而且还在不断增长中:以波士顿平常的一天为例,有百分之三的数据包由于干扰或信道堵塞而丢失。丢失的数据报会引起该数据流的延迟,会产生一波新的往复信息流以取代这些数据包,这一系列原因造成了上文提到的问题。

该项科技的实际应用价值,人称编码传输控制协议(TCP),在近日的一次纽约至波士顿的特快列车测试运行中显现出来,这条线路之前以沿线网络信号差著称。通过增加数据传输的可用带宽——即在固定时间内网络可以传输的数据总量——Medard 和他的学生们可以在飞驰的列车上流畅地观看 YouTube 网站的在线视频,而其他乘客就连接入互联网都很困难。“他们都惊奇地问我们:‘你们怎么做到的?!’而我们就说:‘因为俺们是工程师!’”她打趣说。

而在实验室中更加严酷条件下的实验显现出其更多的益处。Medard 的研究小组在麻省理工学院的无线网络中测试了该系统(之前麻省理工学院内部网络的丢包率通常在2%左右),她发现网络带宽从100万位每秒飙升至1600万位每秒。在丢包率达到5%的网络环境下——通常是在飞驰的列车上——这种算法可以将带宽从50万位每秒骤增至1350万位每秒。当处于零丢包率的网络环境中,带宽并没有明显提升,但是这样的网络条件可不好找。

仅仅需要一点点算法的改进,无线网络的带宽就有望增加十倍之多

美国罗格斯大学无线信息网络实验室导师,人称“射线”的 Dipankar Raychaudhuri 称赞 Medard 的工作是“多元数据用户在较差网络信号覆盖下接入网络时,显著扩大网络带宽、提升用户体验的重大突破。”他期望此项技术能在2至3年内广泛推广使用。

为了测试此项技术,Medard 的团队在亚马逊网站云端搭建了代理服务器。编码的数据流被发送至亚马逊服务器,然后由手机上的软件完成解码。她表示如果此将项技术直接植入信号发射器与路由器中,将会带来更大的好处。该技术同样可以用来合并无线互联网与手机信号网络的数据流,而不是迫使移动设备在两种频道之间不停转换。

这种技术实际上是转换了数据包的发送方式。它传送的是描述一系列数据包的代数方程而非数据包本身。所以一旦出现数据包丢失,接收设备会自行解析出丢失的数据,而非要求发射方再次发送数据。由于代数方程的简易性和线性,手机,路由器或是信号基站的处理负荷也会非常轻微,Medard 如是说。

美国国家广播环球的 Ng 总裁虽然没有直接参与实验过程,但他表示,即使在实验室中取得的成效能否完完全全地在实地应用中重现还有待考验,此项科技的确已经取得了跨越式的突破。“在实验阶段,如果你只取得了一点点进步,那么工程人员就会对你不屑一顾。但是你看看他们的成就,绝对是跨越数量级的提升,真是令人振奋。”Ng 说。

如果此项技术真的能像预期一样大规模实地应用,则可以防止信息通道的过载。思科系统公司预计,到2016年,移动数据流量会增长18倍,而贝尔实验室的预测更为大胆——25倍。美国联邦通信委员会曾表示可用的无线信号频段资源在数年内将会耗尽。

Medard 并未明确表示此项技术一定可以阻止这种情况的发生,但她同时也强调现有的通讯系统非常孱弱。他同时表示:“当然,在寻求更多信息资源之前,人们应该着手改善现有网络的缺陷。”她说,在Acela 特快列车上上网时,她们所观看的 YouTube 上的视频是一群大学生玩真人版的“愤怒的小鸟”,“视频的清晰度很好,但是视频的内容嘛……这就不是我们能控制的了。”[via technologyreview


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