科學家神奇公式:無線網(wǎng)絡速度提高10倍

一個由麻省理工，加州理工學院，哈佛大學以及幾所歐洲大學的研究人員所組成的研究隊伍在10月23日完成了一個壯舉：他們在沒有增大發(fā)射功率，沒有 增加接入點，沒有使用更寬的頻帶的情況下，將無線網(wǎng)絡的傳輸速率增加到了原先的10倍以上。這個成果被認為將會對LTE以及WiFi網(wǎng)絡的發(fā)展產(chǎn)生重大影 響。



這個成果的關鍵是被稱為“編碼TCP”的創(chuàng)新，科學家們研發(fā)了一種新的TCP編碼算法，這種算法令丟包率大大下降，丟包現(xiàn)象幾乎消失。在有線網(wǎng)絡 中，丟包率一般可以忽略，但是在無線網(wǎng)絡中丟包率是影響傳輸性能的大問題。麻省理工大學校園WiFi網(wǎng)絡的丟包率為2%，而在一列行駛得比較快的列車上， 用手機訪問無線網(wǎng)絡丟包率會接近5%。

丟包，無線網(wǎng)絡的大問題

對TCP網(wǎng)絡有了解的朋友都應該知道，丟包是一件很頭痛的事，因為丟包以后接收方必須等待發(fā)送方重傳這個數(shù)據(jù)包。當丟包率升高以后，隨之而來的延遲和重傳會令網(wǎng)絡傳輸性能大幅下降。這就是無線網(wǎng)絡在隔了一堵墻或者在一列高速行駛的列車上會變得緩慢的原因之一。

研究人員通過被命名為“編碼TCP”的方法使丟包不會導致高延遲以及頻繁重傳。具體的方法現(xiàn)在是保密的，并且已經(jīng)被數(shù)間公司申請了相關專利。簡單來 說，我們的TCP數(shù)據(jù)包中具有編號，而TCP包中包裹著IP包，通過路由器解析IP包頭的IP地址以后發(fā)送出去。如果接收方發(fā)現(xiàn)TCP數(shù)據(jù)包中的編號并不 是預想中的編號，那么將向發(fā)送者要求重傳，在正確的TCP包傳送過來以前接收方必須等待這個正確的包。

而研究人員將這些數(shù)據(jù)包整合起來，轉化為一條描述這些數(shù)據(jù)包的線性代數(shù)方程。如果有部分數(shù)據(jù)損失的話，接收方可以通過解開方程來恢復原來的數(shù)據(jù)，大大減少了重傳次數(shù)。根據(jù)研究人員所說，解開這條方程的過程“簡單而且是線性的”，也就是說并不會占用太多的CPU資源。

小編被線性代數(shù)折磨得要死的時候可沒想到這東西還能增加網(wǎng)速

在測試中，這種編碼方法令網(wǎng)絡性能有了大幅度提升。在2%丟包率的麻省理工大學校園網(wǎng)中，這種編碼方式使本來為1Mbps的傳輸速度上升到16Mbps，在5%丟包率的列車上，本來是0.5Mbps的無線傳輸速率增加到了13.5Mbps。

實際上，這種結果應該算令人相當高興，但是并沒到驚喜的程度。TCP協(xié)議原本就是為丟包率接近忽略不計的有線網(wǎng)設計的，并沒有過多的糾錯功能。只有 無線網(wǎng)才需要額外的糾錯技術。而這種技術在低丟包率的網(wǎng)絡環(huán)境下不會起太大作用，比如說，在一個空曠房間里，一臺802.11n路由器并不會因為用了這個 技術而使300M帶寬變成3000M。不過考慮到低丟包率的無線網(wǎng)絡環(huán)境相當罕見，TCP編碼無疑對于那些移動通信業(yè)者來說是一個天大的喜訊。

目前編碼TCP還沒有經(jīng)過大規(guī)模的部署，不過這種技術的核心專利已經(jīng)由幾所硬件廠商所掌握，很可能在短時間內(nèi)就可以推出商業(yè)化產(chǎn)品。