Wi-Fi hotshot

Source: http://www.mathscareers.org.uk/viewitem.cfm?cit_id=382959

Reţea fără fir este mare, permiţându-vă să navigaţi pe internet de pe canapeaua dvs. fără a avea grija despre o harababură încâlcită de cabluri, dar tehnologia din spatele Wi-Fi a fost iniţial inventat pentru un scop cu totul diferit. În 1977, un astronom australian pe nume John O'Sullivan a folosit o tehnica numita matematic Fourier transformă pentru a îmbunătăţi telescopul său de radio, şi astăzi aceste principii guvernează acelaşi fiecare dispozitiv Wi-Fi din lume.

Ascultarea pentru găurile negre

Totul a început în 1974, atunci când fizicianul Stephen Hawking a dat seama că găurile negre nu sunt intotdeauna de culoare neagra. Nici măcar lumina poate scăpa de aceste obiecte misterioase astronomice, ceea ce le face foarte greu de observat, dar Hawking a calculat că particulele doar pe marginea unei gauri negre ar putea indica un indiciu.Mai degrabă decât în ​​care se încadrează la gaura neagra, aceste particule primi un impuls de la ei câmp gravitational intens şi să zboare, aratand ca undele radio în cerul de noapte.

O'Sullivan a început vânătoarea de gaurile negre prin căutarea pentru aceste unde radio, dar a constatat că semnalele erau prea distorsionate pentru a fi utilizate. El a realizat că transformă Fourier ar putea ajuta la curatarea de date, şi un cip de computer proiectat pentru a efectua calculele necesare. O transformata Fourier are practic un semnal complex şi pauze în jos pentru a componente simple, permiţându-vă să eliminaţi zgomotul şi reconstitui datele.

Din păcate, niciodată O'Sullivan gasit gaura neagra a fost cauta, dar el a dezvoltat tehnicile va găsi ulterior o mai cu picioarele pe Pamant aplicaţie.În anul 1990, O'Sullivan si colegii sai au astronomul a decis să aplice cunoştinţele lor de radio pentru a crea reţele de calculatoare, fără fire, dar din nou denaturare a fost o problema. Undele radio sări de pe orice suprafeţe în zona înconjurătoare, provocând ecouri în semnal care fac transferul de date imposibilă.

Fourier transformă a ajuns la salvare o dată mai mult. Adaptarea metoda sa de la vânătoarea de găuri negre, O'Sullivan a creat ceea ce a făcut cip Wi-Fi o realitate. Tehnologia este un succes fantastic, eliberând utilizatorii de computere de la birourile lor şi deschizând calea pentru internet, oriunde te afli.

O transformare magică

Nici unul dintre acestea ar fi fost posibilă fără transformă Fourier, dar exact ceea ce este acest truc elegant matematic? Ei sunt de fapt o generalizare de o idee puţin mai simple numit-o serie Fourier, care poate transforma orice funcţie periodică pentru o sumă infinită de Sines si ambianta. O funcţie este periodică în cazul în care se repetă la intervale regulate, de exemplu, păcat (x) şi cos (x) se repetă la fiecare 2π. Folosind această proprietate vă poate reproduce orice functie f periodică (x) prin adăugarea combinaţia potrivită de păcat (x) şi cos (x), cunoscut sub numele de armonici. Rezultatul este seria Fourier a f (x), în scris:

Vă puteţi imagina funcţiona ca sunetul de un cor, precum şi termenii din seria Fourier ca fiecare individ cântăreaţă. O persoană poate să cânte doar o melodie simplă, dar multe voci crea împreună un cântec mai multe niveluri. În acelaşi mod, Sines destul de ambianta de bază şi poate construi o varietate de functii complexe.

Fourier transformă extinde acest concept la non-periodice funcţii, înlocuind suma cu o integrală, dar principiul de bază este acelaşi. Odată ce aţi convertit semnalul dvs. zgomotoase în echivalentul său Fourier aveţi posibilitatea să eliminaţi armonice corespunzătoare faţă de zgomotul nedorit, şi invers transforma pentru a obţine un semnal curat.

Este impresionant faptul că matematica folosit pentru a căuta acelaşi cer, de asemenea, competenţele de reţeaua fără fir, dar se transformă Fourier poate face mult mai mult - se ivi în procesarea audio, imagistica medicala, şi de stabilire a preţurilor opţiune financiare. De fapt, locul de muncă în orice domeniu care implica semnalele şi unde vor beneficia de cunoaşterea Fourier transformă. Este cu siguranţă plătit pentru John O'Sullivan, care în 2009 a primit premiul de top din Australia ştiinţifice, Premiul Primului Ministru pentru ştiinţă.