[據哥倫比亞大學網站2015年3月16日報道] 哥倫比亞大學工程學院的研究團隊開發出全雙工無線集成電路，該集成電路由納米互補金屬氧化物半導體（CMOS）工藝制造，可在無線電通信中以相同頻率實現信息的同時收發。在此項技術進展之前，同時、同頻率信息收發被認為是不可能實現的，信息的收發或者是同時不同頻率或者是同頻率但不同時。由電子工程副教授Harish Krishnaswamy領導的哥倫比亞研究團隊首次證實了集成電路可實現這個目標。研究團隊將其研究成果發布在舊金山2月25日召開的國際固態電路會議（ISSCC）上。

哥倫比亞高速和毫米波集成電路（CoSMIC）實驗室主任Krishnaswamy說：“這是改變游戲規則的突破。通過使用我們的新技術，網絡頻譜資源擴展一倍，滿足智能手機、筆記本這樣設備的使用需求。”

在大數據時代，現階段的頻譜危機是研究人員面臨的最大挑戰之一，而且很明顯當前的無線網絡不足以支撐未來的海量數據。現在在用的標準如4G/LTE已支持40種不同的頻段，射頻段已沒有進一步擴展的空間。而下一代5G通信網絡所面臨的巨大挑戰是將數據容量提升1000倍。

因此，接收和發射可復用同一頻段的能力具備立刻將當前網絡數據容量提升一倍的潛力。Krishnaswamy指出，其他研究團隊和初創公司已在理論上證實了在相同頻率同時實現收發的可能性，但都未制造出具備這種能力的納米級集成電路。Krishnaswamy說：“我們的工作首次證實了集成電路可同時進行接收和發射。在一片集成電路上實現這個能力非常關鍵，它將帶來廣泛影響，使蜂窩電話等手持設備，WiFi筆記本、WiFi電話和基站等移動設備具備全雙工通信能力。”

該團隊在實現全雙工過程中面臨的最大挑戰是消除發射機的回聲。想象一下，你正視圖聆聽遠處一個人的小聲呢喃，而同時一個站在你旁邊的人正大聲叫喊。如果你能消除近處叫喊人的回聲，你就能聽清遠處那一人的竊竊私語。Krishnaswamy的博士生、該論文的第一作者周金（音）說：“如果每個人都能做到這一點，每個人都可同時說話和傾聽，這樣交流所用時間和資源的總量是我們現在所用的一半。消除發射機的回聲或‘自干擾’是根本性的挑戰，特別是在微小的納米級集成電路上實現，但我們找到了解決這項挑戰的方法。”

Krishnaswamy和周金下一步計劃對大量的雙工節點進行測試，以了解在網路中的增益情況。Krishnaswamy 補充道，“我們同哥倫比亞工程學院網絡理論的專家、電子工程副教授Gil Zussman和他的博士生Jelena Marasevic展開了密切合作。如果我們能夠真正達到預期性能增益將會令人非常激動。”

該研究由DARPA的RF-FPGA項目提供資金支持。（工業和信息化部電子科學技術情報研究所  張倩）