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手机数据使用量激增 Wi-Fi性能面临严峻考验


根据 FCC 等通讯监管机构的政策,无线路由器可在限定范围内使用免授权的“白牌频谱”。不过近年来,蜂窝移动网络运营商也开始有所采用。尴尬的是,芝加哥大学的研究人员发现,网络之间的频谱竞争,将对 Wi-Fi 性能造成负面的影响。

芝加哥大学园区内的 LAA 基站(图自:Monisha Ghosh)

SCI Tech Daily 指出,当你尝试在智能机上传输大量数据,但网络速率较慢时,可以滚动浏览附近有多少可切换的 Wi-Fi 网络。

芝加哥大学计算机科学系成员、兼普利兹克分子工程学院研究教授的 Monisha Ghosh 表示:“不受限制的白牌频谱,意味着任何人都可在 FCC 规定的范围内自由使用”。

然而事实上,这种过多的选择,本身就是个大问题。由于网络间的互相竞争,导致各个网络都无法提供理想的运行速度。

对于移动网络运营商来说,其主要依赖于竞拍所得的一个完全独立的频谱频段。比如当 T-Mobile 或 AT&T 通过 FCC 领到拍照之后,即可独享特定的频谱。

这种方式允许运营商建立快速可靠的服务,且能够避免频谱竞争带来的干扰。然而随着蜂窝数据需求的不断增长,有限带宽下的矛盾也在不断显现。

比如在芝加哥大学的园区内,LAA 基站允许蜂窝移动网络运营商访问与 Wi-Fi 共享的频段。

Monisha Ghosh 指出:过去五年,蜂窝移动网络的用户基数和数据量都在暴涨。运营商已经面临可用频谱的短缺,而牌照的购买,动辄需要数十亿美元。

为了在不造成损害的情况下提升带宽,一些运营商已尝试结合白牌频谱,即一种被称作“许可辅助接入”(LAA)的模式,让基站在与 Wi-Fi 相同的频段上运行。

于是 Ghosh 团队开始着手研究这种频谱公用策略对实际体验有多大的影响,比如在校园内某个书店门口的一根 LAA 基站杆子附近,测量 Wi-Fi 网络的性能。

实验期间,计算机科学研究生 Muhammad Rochman 与博士后研究员 Vanlin Sathya 配置了五台笔记本电脑和智能手机,然后分别利用本地 Wi-Fi 和蜂窝数据网络来连接。

在各种应用环境下(比如低需求的网站文本访问、以及高需求的流媒体视频传输),研究团队通过同时访问多个网络,得出了频谱竞争会降低实际性能体验的结论。

无论数据传输的数量、速度、还是信号的质量,当各个设备在同时竞争频谱时,期间产生的干扰将导致信息的水泄不通。

而且这种竞争对 Wi-Fi 尤其不利,当 LAA 也处于活跃状态时,前者的数据传输率会减少 97% 。反过来的话,LAA 基站只会出现 35% 的性能下降。

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