2016十大突破技術(shù)之一：無(wú)源WiFi

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，近日美國(guó)華盛頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)家和電子工程師近日研發(fā)出一種新型的WiFi技術(shù)--無(wú)源WiFi。這種無(wú)源WiFi設(shè)備可以利用極其微弱的電能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)WiFi設(shè)備的傳輸功能，而耗電量?jī)H為傳統(tǒng)WiFi設(shè)備的耗電量的萬(wàn)分之一。

WiFi是一種可以將便攜式電腦、智能手機(jī)、打印機(jī)等終端以無(wú)線的方式互相連接起來(lái)的技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于可以讓使用者擺脫復(fù)雜、紛亂的線纜的束縛。但是，WiFi的劣勢(shì)也很明顯。使用WiFi網(wǎng)絡(luò)，會(huì)消耗大量的電能，連接到WiFi網(wǎng)絡(luò)上的各種設(shè)備電量消耗都非?？?。

這種無(wú)源WiFi技術(shù)可以利用極其微弱的電能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)WiFi設(shè)備的傳輸功能，而耗電量?jī)H為傳統(tǒng)WiFi設(shè)備的耗電量的萬(wàn)分之一。

美國(guó)華盛頓大學(xué)一個(gè)由計(jì)算機(jī)科學(xué)家和電子工程師組成的研究團(tuán)隊(duì)近日研發(fā)出一種新型的WiFi技術(shù)--“Passive WiFi”(無(wú)源WiFi)。研究人員通過(guò)試驗(yàn)證明，無(wú)源WiFi系統(tǒng)傳輸WiFi信號(hào)所使用的電量要比傳統(tǒng)無(wú)線通信平臺(tái)(如低能耗藍(lán)牙、Zigbee等)的耗電量要小1000倍。研究人員將于三月份在第十三屆USENIX網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)專題研討會(huì)上報(bào)告研究成果的具體內(nèi)容。

這一研究成果也被《麻省理工科技評(píng)論》評(píng)為“2016十大突破技術(shù)”之一。

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人之一、華盛頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程專業(yè)助理教授希亞姆-格拉科塔表示，“我們想知道能否幾乎不用任何電能就可以實(shí)現(xiàn)WiFi信號(hào)的傳輸，這就是無(wú)源WiFi的開(kāi)發(fā)理念。我們實(shí)現(xiàn)了WiFi傳輸，而且用電量要比現(xiàn)有最好的WiFi設(shè)備的耗電量小10000倍。”無(wú)源WiFi首次實(shí)現(xiàn)WiFi信號(hào)傳輸速率高達(dá)每秒11兆位。這一速率雖然比現(xiàn)有最大的WiFi速率要小，但是卻比藍(lán)牙傳輸速度高出11倍。

在無(wú)源WiFi的架構(gòu)中，一些耗電量大的模擬功能被賦予網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)獨(dú)立設(shè)備，這個(gè)設(shè)備接通電源。無(wú)源傳感器幾乎不需要電能就可以實(shí)現(xiàn)與路由器、智能手機(jī)及其它WiFi設(shè)備進(jìn)行通信。

無(wú)源WiFi除了可以節(jié)省各種無(wú)線終端設(shè)備的電池壽命外，還將有助于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@種技術(shù)可以讓所有的家居設(shè)備和可穿戴傳感器通過(guò)WiFi連接起來(lái)，而無(wú)需擔(dān)心電量的損耗。為了實(shí)現(xiàn)低能耗WiFi傳輸，研究團(tuán)隊(duì)必須要減少無(wú)線電傳輸過(guò)程中的數(shù)字與模擬運(yùn)算。在過(guò)去20年里，運(yùn)算中的數(shù)字側(cè)變得極為節(jié)能，而模擬組件仍然要消耗大量的電能。在無(wú)源WiFi的架構(gòu)中，一些耗電量大的模擬功能被賦予網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)獨(dú)立設(shè)備，這個(gè)設(shè)備接通電源。一組傳感器只需要利用一個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)單地反射和吸收信號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)利用極低的能耗產(chǎn)生WiFi數(shù)據(jù)包。在華盛頓大學(xué)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，研究人員發(fā)現(xiàn)他們的無(wú)源WiFi與一部智能手機(jī)之間的通信距離可達(dá)100英尺(約合30米)。

研究團(tuán)隊(duì)成員瓦姆斯-塔拉介紹說(shuō)，“在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所有的重度耗電部件都由一個(gè)接電設(shè)備負(fù)責(zé)，而無(wú)源設(shè)備只負(fù)責(zé)反射并產(chǎn)生WiFi數(shù)據(jù)包，這是一種真正的節(jié)能通信方式。”由于傳感器所產(chǎn)生的都是真正的WiFi數(shù)據(jù)包，因此它們可以與任何WiFi設(shè)備進(jìn)行通信。研究團(tuán)隊(duì)成員布里斯-科洛格介紹說(shuō)，“我們的傳感器可以與任何路由器、智能手機(jī)、平板電腦或任何帶有WiFi芯片的電子設(shè)備進(jìn)行對(duì)話，而且所有這些設(shè)備都可以解碼我們通過(guò)反射所產(chǎn)生的WiFi數(shù)據(jù)包，因此你不需要任何特殊的設(shè)備。”

專家認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)不僅僅可以形成一種全新的通信類型，而且還可以讓這個(gè)數(shù)據(jù)密集型世界簡(jiǎn)單化。比如，所有智能家居應(yīng)用都可以通過(guò)傳感器跟蹤任何事物，從察看家里的門(mén)是否忘記關(guān)閉，到看孩子是否已從學(xué)?；氐郊依?，都將變得極其容易，因?yàn)閃iFi信號(hào)傳輸?shù)哪芎囊炎兊脴O低。研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人之一、華盛頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程專業(yè)副教授喬叔亞-史密斯表示，“雖然許多家庭都已經(jīng)擁有了WiFi設(shè)備，但是這并不是最佳選擇?，F(xiàn)在我們只需要數(shù)十微瓦的電量就可以實(shí)現(xiàn)WiFi傳輸，而且比低能耗藍(lán)牙、Zigbee等效率要高得多。”