由達特茅斯學院領導的一個研究小組可能最終解決了如何廉價地改善多個房間的室內空間的無線信號強度的問題。用于增強辦公室和家庭Wi-Fi信號的相同技術也可用于加強無線安全性。

該研究將于11月8日星期三在荷蘭代爾夫特的ACM BuildSys 2017上展出，它依靠3D打印技術生產出一種廉價的定制反射器，可將無線信號引導至用戶最需要的地方。

“通過這一單一解決方案，我們解決了困擾無線用戶的一系列挑戰，”達特茅斯計算機科學助理教授夏周說。“我們不僅加強了無線信號，還使這些信號更加安全。”

定制建筑物內無線網絡的覆蓋范圍對于用戶改善所需區域的信號接收同時削弱其他區域的信號至關重要。通過整形信號，用戶可以通過減少建筑材料和內部布局的信號減弱影響來提高無線效率。

這樣的系統還可以通過將無線信號物理地限制在有限的空間中來增加現有的安全措施，例如加密，從而使攻擊者更加困難。這也可以減少干擾。

由于無線電信號與環境的復雜交互，實現改善無線性能的目標在室內尤其具有挑戰性。優化無線信號的現有方法依賴于定向天線來集中信號，但是該設備要么難以配置，要么被高成本所困擾。

通過研究論文中提供的實驗，該團隊改進了之前的研究，即在Wi-Fi接入點后面放置一個鋁制軟飲料罐，以加強一個方向的信號。目前的研究通過提出一種優化反射器形狀的系統方法來概括這一想法，以實現更加發達的信號分布集。

在評估內部布局和目標區域以加強或削弱信號強度后，達特茅斯研究團隊在無線路由器周圍放置了“計算優化”的信號反射器。反射器僅由塑料和薄金屬層組成，將無線信號重定向到所需的覆蓋區域。

在針對信號強度和速度在兩個不同內部測試該方法后，研究人員報告說，優化的3-D反射器提供了許多好處，包括：強大的物理安全性，低成本和非專業用戶的易用性。

研究人員使用各種現成的Wi-Fi接入點測試了反射器，包括那些使用最新Wi-Fi協議802.11ac的接入點。

“通過簡單的35美元投資并指定覆蓋要求，可以定制無線反射器，以超過成本高達數千美元的天線，”周說。

為了創建該技術，該研究設計了一種算法，該算法優化反射器的3-D形狀以針對無線覆蓋。該團隊還開發了一種方法來模擬無線電信號如何在其環境中傳播和與物體交互。

通過關于特定內部空間，無線接入點的位置和所需目標區域的信息，系統僅在23分鐘內計算出優化的反射器形狀。研究人員發現，反射器可以在不需要信號的情況下將強度降低10 dB，并在需要時將強度提高6 dB。反射器也相對容易放置。

由于目前的設計受到靜態形狀的限制，研究團隊現在將研究由不同材料制成的反射器，以便當內部布局發生變化時，設備可以自動調整其形狀。該團隊還將研究更高頻段，如毫米波和可見光。