Wireless-Forschung
Wird Centrino seine Richtung finden?
Wireless-Forschung
Wie schon bekannt wurde, beabsichtigt Intel, seine Centrino-Plattform zu verbessern und hat sich einen interessanten ?Proof of Concept? einfallen lassen. In Zusammenarbeit mit der University of Washington hat Intel einen Wireless-LAN-Empfänger gebaut, der mit Hilfe einiger schlauer Entwicklungen den Empfang im 5GHz-Band verbessert. Das Ziel im Besonderen ist es, WLANs in interferenzanfälligen Umgebungen wie Arbeitsplatz oder Flughafen-Lounges effizienter arbeiten zu lassen.
Grundlagenforschung
Vor einem Jahrzehnt habe ich einige Zeit an einem akademischen Forschungsprojekt gearbeitet, das sich mit einem ähnlichen Problem befasste: Es ging um die Verbesserung des Sonar-Empfangs in Gewässern, die für Interferenzen anfällig waren. Sonar und Funk sind nicht genau dasselbe, aber sie haben einige Prinzipien gemeinsam Also fand ich es interessant, zu hören, dass Intel sich für ein System entschieden hat, das vier Antennen verwendet. Ein merkwürdiger Zufall: Auch das Sonar-Gerät, an dem ich Anfang der 90-er Jahre arbeitete, hatte vier Empfänger. Weshalb vier? Zum Teil liegt das daran, dass vier besser sind als zwei, was wiederum deutlich besser ist als eine.
Um das zu verstehen, muss man sich nur umsehen. Die Natur hat uns zwei Augen gegeben. Dadurch erhalten wir zwei unabhängige Bilder mit einem bekannten Verhältnis, was es dem Gehirn erlaubt, Informationen daraus zu beziehen, die nicht aus einem der Einzelbilder abzuleiten sind. Man nennt das Tiefenwahrnehmung.
Bei zwei Antennen, die eine bestimmte Distanz von einander entfernt sind, ist dies ähnlich: Man kann Dinge ableiten, die man von einer einzigen Antenne nicht erfahren hätte.
Funksignale beispielsweise, die von einem bestimmten Punkt kommen, werden dazu neigen, bei zwei unterschiedlichen Antennen zu verschiedenen Zeitpunkten einzugehen. Diese Zeitdifferenz wird dann am größten sein, wenn die Quelle an einer geraden Linie liegt, die über beide Antennen verläuft, da das Signal zuerst zu der erste Antenne kommen muss und dann die gesamte Strecke zur zweiten. Und die Zeitdifferenz wird am geringsten sein, wenn das Signal als Breitseite auf beide Antennen auftrifft.
Misst man die Zeitdifferenz, kann man die Richtung ableiten. Mit zwei Empfängern kann man einen Kreis möglicher Ursprungspunkte erhalten. Drei Antennen reduzieren das auf ein Paar von möglichen Ursprungspunkten. Und vier Empfänger ermöglichen die genaue Bestimmung der Richtung des Signals. Das mag alles sinnvoll sein, wenn man Zugangspunkte aufspüren will, ist aber in einer Flughafen-Lounge nicht sehr hilfreich. Der Trick ist aber, das man das alles auch in umgekehrter Richtung tun kann.
Aktive Antennen
Anstatt passiv zu beobachten, dass es eine Zeitdifferenz gibt, kann man Zeitdifferenzen in ein Empfänger- oder Sendersystem einspeisen, das an vier Antennen angeschlossen ist. Auf Grund der Art und Weise, wie Wellen konstruktive und destruktive Interferenzen bilden, gibt es interessanterweise einen Effekt der Antennen-?Steuerung?, so dass sie in eine bestimmte Richtung genau hören oder stärker übertragen. Das ist ein cleveres System, das das Verhältnis zwischen Signal und Rauschen in Praxis-Situationen dramatisch verbessern wird, sobald ein Zugangspunkt und eine WLAN-Karte erst einmal zu einander gefunden haben.
Wenn das System aus dem Labor heraus ist und auf Laptops eingesetzt wird, was in zwei bis drei Jahren der Fall sein wird, wird man den Unterschied merken. Allerdings wird auch die Verbesserung der Richtsignalsteuerung in einer ganz bestimmten Situation nicht helfen wenn man nämlich dringend online gehen muss, aber weder Netzwerkzugang noch WLAN-Zugangspunkt in der Nähe sind.