苹果全新无线传输使频谱利用率提高10倍

美国加州Rearden Companies CEO Steve Perlman日前发表了一份白皮书，描述了一种频谱利用率可较现有蜂窝式系统高出十倍的无线技术。Steve Perlman是一位连续创立几家新公司的企业家，同时也是DIDO技术的发明者之一。

这种数字输入、分散式输出（DIDO）的方法可以从根本上扩展范围，同时也能降低无线信号的功耗以及硅晶复杂度，但是，“我们目前可说才刚刚触及了这项技术无穷潜力的表层而已，”Steve Perlman表示。

“我们认为不只在通讯领域有着更多的应用，同时，以我们这种无线信号所具有的卓越控制与性能，相信也能为其他领域带来广泛的应用，如医学、成像、制造与替代能源，”他表示。

这项技术使用一个数据中心作为所有无线通讯的中介。这些服务器显然可针对每一个无线客户端的特定数据要求进行波形运算。

每个客户端接收到一个只提供用户数据的特定波形。DIDO通过为每个用户合成一个专用通道以实现这一功能，而这也就是为什么不管有多少用户共享此一频谱时，每个用户一样能得到100%的频谱数据传输率，Perlman说。

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图：无论有多少用户共享频谱，通过DIDO技术提供数据中心分别进行波形运算，每个用户都拥专用通道以实现100%的数据传输率。

Rearden公司在德州奥斯汀附近的一个基站采用十项无线技术来测试这种新技术，每项无线技术都使用特定频段下可用的全速数据率。

“我们知道这项技术能够实现较现有蜂窝式系统更高一百倍的效能，而我们也乐见不久的将来可达到更高一千倍的能力，”Perlman在最近于美国哥伦比亚大学（Columbia University）首次公开介绍DIDO时表示。“我们不知道这项技术有什么上限，因为这完全是有关绿色领域”的研究，他补充说。

相较于蜂窝式系统，采用DIDO技术的平均功耗仅有其十分之一，而且在许多情况下，它还只有百分之一的功耗，帕尔曼说：

在全面部署DIDO系统后，天线设置会比采用蜂窝式系统时更贴近用户。例如，许多用户可能都位于系统边缘，他解释道。此外，在没有用户的地方，DIDO也不会大量耗电，因而能尽量减少RF能量的浪费，他补充说。

以硅晶复杂度的观点来看，Perlman 指出，DIDO接入点的无线信号就像一款模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）或放大器一样简单。全部都采用波形数字化后传送，或接收后再以数字化波形的方式来完成，完全不需要经过处理，他强调。

但DIDO用户收音机会稍加复杂一点，因为它是一种便携式的收音机，但其复杂度更接近于无线对讲机，而不至于像3G无线一样复杂，Perlman说。

不同以往的全新无线传输思考方式

Perlman已经为此技术提出了多项专利申请，至今已取得至少两项专利核发。其中一项应用已在年前发布，针对发展途径提供丰富的数学细节。

“这项专利展现它可作为一种分散式MIMO的途径，”加州大学伯克利分校教授Jan Rabaey表示，他同时也负责该校的无线研究中心。“过去几年来，我们已经针对这一领域进行了大量的研究，”他说。

此外，“老实说，这项专利并未带来太多未知的新发现，”Rabaey补充道。“实际上，LTE-Advanced就使用了类似的方法，”他说。

Rearden已经在1MHz到1GHz的频率范围下进行DIDO概念的测试。美国联邦传播委员会（FCC）并未核发Rearden可进行测试作业所需的实验频谱用执照，因此，大部份的测试都是以450MHz业余无线电的频段来进行。

DIDO据称能在高信噪比（SNR），以及当信号扩展到超过Rearden迄今所测得的30英里等条件下达到更高的传播速率。这一测试使用像WiFi技术一样的接入点，而非相对昂贵的蜂窝无线电塔或基站。

相较于4G无线的40微秒（ms）以及有线DSL线路的15ms，DIDO技术还能以次微秒级的范围提供延迟，Perlman表示，“这是一个不同以往的全新无线传输思考方式。”

目前还不清楚Perlman打算如何让DIDO技术商用化。迄今为止，无论是创投业者和FCC官方人员都尚未采纳这一技术。但Perlman表示，“我们已经吃过很多次闭门羹了！”

该公司可能会试着为此技术进行广泛授权，让其它人能够将它推向各个不同的市场领域。对于蜂窝式系统而言，“我想像DIDO能以建造在不同领域的基础上导入市场，其中可能包括手机同时兼具DIDO技术和传统的无线电，”Perlman说。

随着无线业者面临智能手机带来大量移动数据需求以及频谱资源相当有限的窘境下，这种技术可能会是他们的一大福音。然而，它还需要业者打造新的网络以及采用新的手机──而这又会是一项巨大的任务。

Perlman最为人知的是他最近的合资事业──OnLive，这是一家基于云端的游戏系统开发公司。他还有一家新创的Mova公司，为动画效果首创一种全新的方法。此外，在苹果公司任职期间，他曾经协助QuickTime的开发工作。