Wi-Fi技術大突破,比現在的Wi-Fi省電一萬倍!

Wi-Fi的好處是它無所不在,能無線連接筆電與印表機,所到之處只要有Wi-Fi,就能用手機隨時隨地看影片、打網路電話,也讓線上遊戲玩家們更方便。

但缺點是使用Wi-Fi需消耗大量的電能,各種裝置只要連接著Wi-Fi電量就會耗不停。

現在,由華盛頓大學(University of Washington)的電腦科學家與電機工程師們組成的團隊已經證明,他們有可能能做到只用比傳統方式小10000倍的功率來實現Wi-Fi傳輸。

新的「被動式」Wi-Fi(Passive Wi-Fi)系統的用電也比傳統的低耗能無線通訊技術(例如:低功耗藍牙、Zigbee等…)的耗電量還小1000倍,研究成果將會在三月份的第13屆USENIX網絡系統設計與實現專題研討會上發表。

這項技術也被麻省理工學院科技評論雜誌(MIT Technology Review)評為2016年10大技術突破之一。

華盛頓大學一位電腦科學與工程學的助理教授,也是該團隊成員之一的Shyam Gollakota說:「我們想知道是否能幾乎不耗電就實現Wi-Fi傳輸,基本上被動式Wi-Fi做到了,而且用電量要比現有最好的WiFi設備小10000倍。」

被動式Wi-Fi首次能實現Wi-Fi信號傳輸速率高達每秒11兆位,而且任何一台裝置都能接收這些信號並解碼,這個速率雖然比現有的最大Wi-Fi速率要小,但是卻比藍牙傳輸速度高出11倍。

除了能延長電池使用壽命,被動式Wi-Fi也將有助於物聯網的實現,因為這種技術可以讓所有的家用設備和可穿戴傳感器透過Wi-Fi連接起來,而不需擔心耗電的問題。

為了實現功耗這麼低的Wi-Fi傳輸,研究團隊必須要減少無線電傳輸過程中的數位與類比運算。在過去20年中,邏輯運算方面已經發展的極為省電,但模擬組件仍然要消耗大量的電能。

在被動式Wi-Fi架構中,耗電量較大的模擬功能(如:產生特定頻率的訊號)會被分配給網路中的獨立設備,這些設備都有接上電源。

一組傳感器只需利用數據轉換器簡單地反射和吸收訊號,就可以實現用極低功耗產生Wi-Fi數據包,在華盛頓大學的校園環境中實測,研究團隊發現他們的被動式Wi-Fi與一台智慧型手機之間的通訊距離可達100英尺(約30.5米)。

一位電機工程博士生同時也是團隊的成員Vamsi Talla說:「在整個網路中,所有高耗電的元件都由同一個接電設備負責,被動式Wi-Fi設備只負責反射並產生Wi-Fi數據包,這是一種真正節能的通訊方式。

由於傳感器所產生的都是真正的Wi-Fi數據包,因此它能與任何一台使用中的裝置進行通訊。

另一位團隊成員,也是電機工程博士生Bryce Kellogg介紹說:「我們的傳感器可以與任何路由器、智慧型手機、平板電腦或其他帶有Wi-Fi晶片的電子設備進行通訊。有趣的是,所有這些設備都可以解碼通過反射所產生的WiFi數據包,所以你不需要任何特殊的設備。」

該技術不僅可以實現由於耗電需求超過可供電源而還無法實現的全新類型的通訊,也能讓我們的數據密集型世界簡單化。

例如,所有智能家居系統都可以透過傳感器追蹤任何事物(例如:確認家裡的門是否關閉,或是察看孩子們放學後是否回家),這些系統通常都使用它們自己的通訊平台,因為Wi-Fi傳輸的耗電量已變的極低。

團隊成員之一,華盛頓大學計算機科學與工程兼電機工程學副教授Joshua Smith表示:「雖然許多家庭都已經擁有了Wi-Fi,但這已經不是最佳選擇,現在我們只需耗數十微瓦的功率就能實現Wi-Fi傳輸,比低功耗藍牙、ZigBee都好上許多,也許未來要用Wi-Fi做任何事情都不是問題了。」

這項研究由美國國家科學基金會、華盛頓大學與高通公司(Qualcomm)資助。

來源:University of Washington

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