Sådan kan FM-radio hjælpe med at øge dine Wi-Fi-hastigheder

Få ting er så irriterende som upålidelige Wi-Fi 9 ting, der muligvis bremser dit hjem Wi-Fi-netværk 9 ting, der måske bremser dit hjem Wi-Fi-netværk Træt af langsomt eller plettet internet? Kontroller disse ting, der kan bremse dit Wi-Fi-netværk i hjemmet. . Det ene øjeblik køler du og ser en film online, og i det næste venter du utålmodig på, at filmen buffer. Der skal være en bedre måde.

Sandheden er, at der faktisk er en bedre måde, i det mindste ifølge tre ingeniører ved Northwestern University, der har udviklet en metode til at øge kvaliteten og pålideligheden af ​​Wi-Fi-signaler, selv i områder, hvor Wi-Fi-signaler i nærheden forstyrrer dit eget signal.

I en hvidbog udgivet af Marcel Flores, Uri Klarman og Aleksandar Kuzmanovic fra Institut for Elektroteknik og Computer Science ved Northwestern University beskriver de tre ingeniører anvendelse af FM-radiosignaler til at synkronisere enheder på et Wi-Fi-netværk.

Hvad er trådløs interferens?

Nogle huse eller lejligheder har et sted, hvor Wi-Fi-signaler virker svage. Hvad er en trådløs "død zone", og hvordan kan man eliminere det? Hvad er en trådløs "død zone", og hvordan kan man fjerne den? Vi tager Wi-Fi for givet, men det er ikke magi - det er radiobølger. Disse radiobølger kan forstyrres eller forhindres, hvilket giver trådløse "døde zoner" eller "døde pletter." , også når routeren er i nærheden. Selvom dette ofte skyldes dårlig Wi-Fi feng shui trådløs Feng Shui: Sådan optimeres dit hus til den bedste Wi-Fi-modtagelse Trådløs Feng Shui: Sådan optimeres dit hus til den bedste Wi-Fi-modtagelse Opsætning af et Wi-Fi-netværk bør være et let udsigter, skal det ikke? Jeg mener, et hus er en lukket kasse, og du skulle tro, når du placerer en enhed, der transmitterer trådløse signaler i alle retninger ..., det kan også være forårsaget af interferens fra enheder som mikrobølger, babymonitorer og andre trådløse routere.

Normalt sker interferens, når enheder sender de samme frekvenssignaler, hvilket resulterer i fænomenet bølgeforstyrrelse.

Når trådløse bølger kolliderer med hinanden og har en lignende form (frekvens), resulterer nettoeffekten af ​​disse to bølger, der interagerer med hinanden, i et enkelt ændret bølgemønster.

Afhængig af fasen af ​​hvert signal på kollisionspunktet, kan den endelige virkning være konstruktiv (et forstærket signal) eller Destruktiv (et annulleret eller svagere signal Sådan fejlsøges svage trådløse forbindelser Sådan fejler du svage trådløse forbindelser). Effekten afhænger af orienteringen og retningen af ​​de to enheder, der sender disse signaler.

Meget af problemet stammer fra det faktum, at routere (og andre trådløse enheder) sender og modtager ved hjælp af en intern tidsimpuls, og når denne timing matcher den i en nærliggende router, øges oddsen for interferens. Det er mere sandsynligt, at timinger matcher, når begge enheder sender med samme frekvens.

Sådan kan FM-radioudsendelser hjælpe

Den unikke del af teknologien - den, der er udviklet af de nordvestlige ingeniører - er den kendsgerning, at den kan fungere med ethvert FM-radiosignal. Hvordan fungerer analog radio, hvad er digital radio og hvad er det næste? Hvordan fungerer analog radio, hvad er digital radio og hvad er det næste? I 2017 er Norge planlagt til at være det første land, der helt lukker FM-radio. Resten af ​​verden vil ikke være langt bagefter. så længe det indeholder det digitale signal, som de fleste, hvis ikke alle, radiosendere nu inkluderer med alle udsendelser.

Ja, det samme digitale signal, der lader din radio (i nyere biler) vise kunstneren og navnet på sangen på den digitale radioskærm.

Dette digitale signal kaldes Radio Data System (RDS) og sendes på en forudsigelig puls. Ifølge de nordvestlige ingeniører transmitteres RDS “ved den tredje harmonik af pilottonen på 19 kHz.”

Her er, hvordan dette gav teamet det perfekte timingsignal til at bruge som en måde at “synkronisere” alle trådløse enheder på det samme netværk:

Urfrekvensen for de ankomne data gives ved at dele den transmitterede underbærefrekvens med 48, hvilket tilvejebringer en datahastighed på 1187,5 bps. De transmitterede bits udsættes endvidere for differentiel kodning for at fjerne uklarhed i signalet.

Enkelt sagt betyder det, at ingeniørerne opdagede en måde at modtage enhver FM-radioudsendelse Broadcast Your Own FM Radio Station, med en Raspberry Pi Broadcast Your Own FM Radio Station, med en Raspberry Pi syg af at lytte til babling DJs og ønsker at udsende din egen radiostation? Raspberry Pi kommer til din redning med sin tidligere ukendte evne til at sende på FM-båndet. og fjerne RDS-signalet for at opnå en urfrekvens, de kunne bruge som en del af deres hærdede transmissionstilgang.

Tænk på det som den slags, hvordan en metronom hjælper en pianospiller med at spille i det rigtige tempo. I denne opsætning lytter den Wi-FM-kompatible enhed til radioen for at bestemme sin egen metode til planlægning af transmissioner.

Synkronisering af Wi-Fi med radiosignaler

Hvad de nordvestlige ingeniører gjorde, var at designe en metode til transmission af Wi-Fi-pakker. Hvordan fungerer en router? En simpel forklaring Hvordan fungerer en router? En enkel forklaring Routere kan virke kompliceret, men de er faktisk ganske enkle. Her er en hurtig guide til routere, hvad de gør, og hvordan de fungerer. ved hjælp af RDS-signalet som en måde at “harmonisere” to enheder, der prøver at kommunikere. Ingeniørerne brugte radiostationens PI-kode (Program Identifier) ​​til at forordne en 104-bit-pakke.

En enhed der er “Wi-FM-kompatibel” vil have evnen til at behandle disse stykker data ved at søge efter og identificere PI-koden i datastrømmen.

Ved at bruge sin egen radiomodtager til at modtage og identificere stationens PI-kode, kan den matche radio-PI-koden til strømmen PI-kode og synkronisere med den oprindelige knude, der sender signalet. Sådan beskrev ingeniørerne det:

Når den støder på koden, som den genkender via kontrolordet, går den i den synkroniserede tilstand og nulstiller det aktuelle bitindeks til 0. Når det er synkroniseret, betragter systemet ikke længere værdien af ​​hver ankomst bit, men bruger den i stedet som en tæller til bestem det aktuelle bitindeks.

Når systemet når 104, nulstiller det tællingen til 0 og begynder at kontrollere for PI-koden igen. Hvis den støder på PI-koden, hvor det forventes (dvs. 104 bit efter den sidste forekomst), forbliver tilstanden synkroniseret, og processen gentages.

Det er PI-koden - hvad ingeniørerne kalder “identificering af vartegn i form af gentagne mønstre” - der gør det muligt for både at sende node og modtage node at harmonisere.

I følge papiret ville denne PI-kodetilgang give enheder, der er i stand til Wi-FM, at “føle miljøet og udlede de andre noder planlægningsvalg over korte tidsskalaer.”

Ved at forstå, hvordan andre noder på netværket planlægger pakker, kan den Wi-FM-sendende knude planlægge sine egne transmissioner, så netværket udnyttes fuldt ud uden interferensproblemer.

Selv i tunge Wi-Fi-trafikscenarier kan enheder bruge en algoritme kaldet “naboskabsmæssig algoritme” til at sætte tid på sine egne transmissioner, når andre enheder ikke kommunikerer:

Især skal hver node observere den aktuelle netværkstilstand, bestemme, under hvilken RDS-definerede blokke andre noder sender, og vælg et skema [...], som vil resultere i den bedste ydelse ved at minimere striden i hver blok.

Det er en meget unik tilgang, og det ville være mest nyttigt for folk, der bor i byer og overfyldte kvarterer, hvor der er mange tilstødende Wi-Fi-routere, der alle prøver at sende og modtage data på samme frekvens.

Hvad betyder dette for dig?

De nordvestlige ingeniører så betydelige forbedringer i både gennemstrømning og latenstid for deres trådløse netværkskommunikation ved hjælp af denne nye tilgang.

Der er en række fordele ved denne teknologi, der kan gøre den til den mest levedygtige næste generation til trådløse enheder:

• I modsætning til den nuværende branche-tilgang, der bruger en planlægningsnotat til at koordinere datatransmissioner fra adgangspunkter, giver Wi-FM-fremgangsmåden hver enhed mulighed for at handle autonomt.
• Nuværende mobile enheder har typisk allerede en FM-radiochip installeret, men den er normalt inaktiveret. En simpel app-download kan potentielt aktivere den og omdanne enheden til at blive Wi-FM-kapabel.

Det eneste spørgsmål, der er tilbage, er, om højtrafiknetværk med stor interferens er ved at blive nok af et problem, som forbrugerne vil kræve denne teknologi 10 måder at forbedre hastigheden på din nuværende router 10 måder til at forbedre hastigheden på din nuværende router Her er et par enkle routertilpasninger, der kan gøre en verden af ​​forskel på dit hjemlige Wi-Fi-netværk. . Vil Apple, Windows eller Google begynde at aktivere funktionaliteten i fremtidige OS-opdateringer?

Det er svært at sige, men hvis de positive resultater realiseret af de nordvestlige ingeniører er nogen indikation, kan vi muligvis forvente, at denne teknologi kommercialiseres inden for det næste år.

Bor du i et område med høj interferens, når det kommer til Wi-Fi? Er du begejstret for muligheden for et mere pålideligt trådløst netværk? Del dine tanker og meninger i kommentarfeltet nedenfor!

Billedkreditter: Palto via Shutterstock, LUS via Shutterstock, Fouad A. Saad via Shutterstock, CLIPAREA l Brugerdefinerede medier via Shutterstock, diagrammer via Northwestern University