原创
神奇数学公式让无线网络速度提高10倍
2013-1-14 13:29
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分类:
消费电子
一个由麻省理工，加州理工学院，哈佛大学以及几所欧洲大学的研究人员所组成的研究队伍在10月23日完成了一个壮举：他们在没有增大发射功率，没有 增加接入点，没有使用更宽的频带的情况下，将无线网络的传输速率增加到了原先的10倍以上。这个成果被认为将会对LTE以及WiFi网络的发展产生重大影 响。
这个成果的关键是被称为“编码TCP”的创新，科学家们研发了一种新的TCP编码算法，这种算法令丢包率大大下降，丢包现象几乎消失。在有线网络 中，丢包率一般可以忽略，但是在无线网络中丢包率是影响传输性能的大问题。麻省理工大学校园WiFi网络的丢包率为2%，而在一列行驶得比较快的列车上， 用手机访问无线网络丢包率会接近5%。
丢包，无线网络的大问题
对TCP网络有了解的朋友都应该知道，丢包是一件很头痛的事，因为丢包以后接收方必须等待发送方重传这个数据包。当丢包率升高以后，随之而来的延迟和重传会令网络传输性能大幅下降。这就是无线网络在隔了一堵墙或者在一列高速行驶的列车上会变得缓慢的原因之一。
研究人员通过被命名为“编码TCP”的方法使丢包不会导致高延迟以及频繁重传。具体的方法现在是保密的，并且已经被数间公司申请了相关专利。简单来 说，我们的TCP数据包中具有编号，而TCP包中包裹着IP包，通过路由器解析IP包头的IP地址以后发送出去。如果接收方发现TCP数据包中的编号并不 是预想中的编号，那么将向发送者要求重传，在正确的TCP包传送过来以前接收方必须等待这个正确的包。
而研究人员将这些数据包整合起来，转化为一条描述这些数据包的线性代数方程。如果有部分数据损失的话，接收方可以通过解开方程来恢复原来的数据，大大减少了重传次数。根据研究人员所说，解开这条方程的过程“简单而且是线性的”，也就是说并不会占用太多的CPU资源。
在测试中，这种编码方法令网络性能有了大幅度提升。在2%丢包率的麻省理工大学校园网中，这种编码方式使本来为1Mbps的传输速度上升到16Mbps，在5%丢包率的列车上，本来是0.5Mbps的无线传输速率增加到了13.5Mbps。
实际上，这种结果应该算令人相当高兴，但是并没到惊喜的程度。TCP协议原本就是为丢包率接近忽略不计的有线网设计的，并没有过多的纠错功能。只有 无线网才需要额外的纠错技术。而这种技术在低丢包率的网络环境下不会起太大作用，比如说，在一个空旷房间里，一台802.11n路由器并不会因为用了这个 技术而使300M带宽变成3000M。不过考虑到低丢包率的无线网络环境相当罕见，TCP编码无疑对于那些移动通信业者来说是一个天大的喜讯。
目前编码TCP还没有经过大规模的部署，不过这种技术的核心专利已经由几所硬件厂商所掌握，很可能在短时间内就可以推出商业化产品。
用户1131491 2015-10-14 14:31
用户1691101 2013-4-18 21:41
用户1071866 2013-3-14 14:18
joseph.zhou_611535349 2013-3-13 08:49
思路很创新，虽然原理很简单，就是把帧内的纠错扩展到帧间。
但相信很多搞通信的都没有深入考虑过这个问题，因为读太多教科书，教科书
把人的思维都给框死了，如果让一个没学过通信的人来想这个事情，很可能会得出这种创新的思路。
用户1484267 2013-3-5 10:47
用户1644521 2013-2-7 16:42
用户1627929 2013-2-4 10:28
用户1619912 2013-2-3 09:51
用户1625273 2013-2-2 20:06
用户1669538 2013-2-1 16:05