手機數據使用量激增 Wi-Fi性能面臨嚴峻考驗

根據 FCC 等通訊監管機構的政策,無線路由器可在限定範圍內使用免授權的“白牌頻譜”。不過近年來,蜂窩移動網絡運營商也開始有所採用。尷尬的是,芝加哥大學的研究人員發現,網絡之間的頻譜競爭,將對 Wi-Fi 性能造成負面的影響。

手機數據使用量激增 Wi-Fi性能面臨嚴峻考驗

芝加哥大學園區內的 LAA 基站(圖自:Monisha Ghosh)

SCI Tech Daily 指出,當你嘗試在智能機上傳輸大量數據,但網絡速率較慢時,可以滾動瀏覽附近有多少可切換的 Wi-Fi 網絡。

芝加哥大學計算機科學系成員、兼普利茲克分子工程學院研究教授的 Monisha Ghosh 表示:“不受限制的白牌頻譜,意味着任何人都可在 FCC 規定的範圍內自由使用”。

然而事實上,這種過多的選擇,本身就是個大問題。由於網絡間的互相競爭,導致各個網絡都無法提供理想的運行速度。

對於移動網絡運營商來說,其主要依賴於競拍所得的一個完全獨立的頻譜頻段。比如當 T-Mobile 或 AT&T 通過 FCC 領到拍照之後,即可獨享特定的頻譜。

這種方式允許運營商建立快速可靠的服務,且能夠避免頻譜競爭帶來的干擾。然而隨着蜂窩數據需求的不斷增長,有限帶寬下的矛盾也在不斷顯現。

比如在芝加哥大學的園區內,LAA 基站允許蜂窩移動網絡運營商訪問與 Wi-Fi 共享的頻段。

手機數據使用量激增 Wi-Fi性能面臨嚴峻考驗

Monisha Ghosh 指出:過去五年,蜂窩移動網絡的用戶基數和數據量都在暴漲。運營商已經面臨可用頻譜的短缺,而牌照的購買,動輒需要數十億美元。

為了在不造成損害的情況下提升帶寬,一些運營商已嘗試結合白牌頻譜,即一種被稱作“許可輔助接入”(LAA)的模式,讓基站在與 Wi-Fi 相同的頻段上運行。

於是 Ghosh 團隊開始着手研究這種頻譜公用策略對實際體驗有多大的影響,比如在校園內某個書店門口的一根 LAA 基站杆子附近,測量 Wi-Fi 網絡的性能。

實驗期間,計算機科學研究生 Muhammad Rochman 與博士后研究員 Vanlin Sathya 配置了五台筆記本電腦和智能手機,然後分別利用本地 Wi-Fi 和蜂窩數據網絡來連接。

在各種應用環境下(比如低需求的網站文本訪問、以及高需求的流媒體視頻傳輸),研究團隊通過同時訪問多個網絡,得出了頻譜競爭會降低實際性能體驗的結論。

無論數據傳輸的數量、速度、還是信號的質量,當各個設備在同時競爭頻譜時,期間產生的干擾將導致信息的水泄不通。

而且這種競爭對 Wi-Fi 尤其不利,當 LAA 也處於活躍狀態時,前者的數據傳輸率會減少 97% 。反過來的話,LAA 基站只會出現 35% 的性能下降。

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