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Rice无线工程师推出UHF​​多用户多天线传输方案

2018-05-16
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通过结合已被广泛用于无线数据传输的多种成熟技术,莱斯大学的工程师创建了多用户多天线方案,以充分利用未使用的UHF电视频谱。 /

赖斯大学的无线研究人员已经找到了一种方法,通过在可能延伸数英里的无线热点提供丰富的数据流,充分利用未使用的UHF电视频谱。

在9月9日于夏威夷毛伊岛召开的计算机协会MobiCom 2014大会上的一次演讲中,来自莱斯无线网络集团的研究人员发布了UHF的多用户多天线传输方案,UHF是传统上用于电视广播的无线频谱的一部分。

“无线通信的圣杯既快又好,”莱斯电气和计算机工程系教授兼主席Edward Knightly说。 “通常,你可以拥有其中一个,但不能同时拥有两个。今天的无线局域网可以非常快速地提供数据,但是一堵砖墙就完成了。 UHF可以远行,但它没有WiFi的高容量。

“这提供了两全其美的好处,”他谈到这项新技术。

莱斯的技术结合了已经广泛用于无线数据传输的多种成熟技术。其中之一是“多输入多输出”(MIMO),这种方案采用多个天线来提高数据速率,而无需额外的信道或发射功率。实际上,MIMO允许更大的无线“流水线”,并且该技术是最新一代无线路由器和网络设备的标准配置。

在最近转向数字电视之后,部分UHF频谱被打开,数字电视的广播占用面积小于模拟电视。 UHF通常被称为无线频谱的“海滨”部分,因为信号传播了数英里,而频谱释放部分的一个流行想法是用于“开放”无线接入点,如用于当今WiFi热点的无线接入点。在有线品牌频段不可用的农村地区,使用UHF进行宽带互联网尤其具有吸引力。

“在比较UHF和WiFi的时候,通常情况下是量程的权衡,反之亦然,”这项新研究的主要作者,赖斯研究生Narendra Anand说。 “想象一下,您家或办公室的WiFi接入点将数据发送到100通道高速公路,但它只有一英里长。对于UHF,高速公路长100英里,但只有三或四条车道宽。而且你不能添加任何车道。

“为了能够充分利用UHF频段的最佳特性,我们需要能够有效地使用我们拥有的通道,”Anand说。 “一种方法是使用多用户MIMO,这是一种多天线传输技术,可同时在同一信道上为多个用户提供服务。”

Knightly,Anand和Rice研究生Ryan Guerra设计了第一个开源UHF多用户MIMO测试系统。基于Rice的“无线开放式接入研究平台”或WARP,该系统允许该团队针对UH​​F和2.4千兆赫和5.8千兆赫WiFi进行多用户MIMO的并行比较。

“基于在一系列室内和室外操作环境中进行的空中实验,我们发现UHF频段多用户MIMO比较有利,并且产生了高频谱效率以及低开销的无线接入,”Knightly说。

这项研究得到了国家科学基金会和思科系统公司的支持。

来源:莱德大学Jade Boyd

图片:Jeff Fitlow /莱斯大学