Hur FM-radio kan hjälpa till att öka dina Wi-Fi-hastigheter

Få saker är lika irriterande som opålitliga Wi-Fi 6 saker som kan sakta ner ditt hemnätverk 6 saker som kan sakta ner ditt hemnätverk Om du har mer än en dator i ditt hem blir kunskapen om hemnätverk avgörande. Men det finns många faktorer som kan sakta ner ett hemnätverk, ofta ganska lätta. Läs mer . Ett ögonblick chiller du och tittar på en film på nätet, och nästa väntar du otåligt på att filmen ska buffras. Det måste vara ett bättre sätt.

Sanningen är att det faktiskt är ett bättre sätt, åtminstone enligt tre ingenjörer vid Northwestern University som har utvecklat en metod för att öka kvaliteten och tillförlitligheten hos Wi-Fi-signaler, även i områden där närliggande Wi-Fi-signaler stör din egen signal.

I en vitbok som publiceras av Marcel Flores, Uri Klarman och Aleksandar Kuzmanovic från avdelningen för elektroteknik och datavetenskap vid nordvästra universitetet beskriver de tre ingenjörerna att använda FM-radiosignaler för att hjälpa till att synkronisera enheter på ett Wi-Fi-nätverk.

Vad är trådlös störning?

Vissa hem eller lägenheter har en plats där Wi-Fi-signaler verkar svaga Vad är en trådlös "död zon" och hur man eliminerar den? Vad är en trådlös "död zon" och hur man eliminerar den? Vi tar Wi-Fi för givet, men det är inte magi - det är radiovågor. Dessa radiovågor kan störa eller hindras, och de producerar trådlösa "dödszoner" eller "döda fläckar". Läs mer, även när routern är i närheten. Medan det här ofta beror på dålig Wi-Fi Feng Shui Wireless Feng Shui: Hur man optimerar huset för bästa Wi-Fi-mottagning Trådlös Feng Shui: Hur man optimerar huset för bästa Wi-Fi-mottagning Om du vill upprätta ett Wi-Fi-nätverk bör du vara en enkel utsikter, borde det inte? Jag menar, ett hus är en sluten låda, och du skulle tänka dig när du placerar en enhet som sänder trådlösa signaler i alla riktningar ... Läs mer, det kan också vara orsakat av störningar från enheter som mikrovågor, babymonitorer och andra trådlösa routrar.

Vanligtvis händer interferens när enheter sänder samma frekvenssignaler, vilket resulterar i fenomenet våginterferens.

När trådlösa vågor kolliderar med varandra och har en liknande form (frekvens) resulterar nettoeffekten av de två vågorna som interagerar med varandra i ett enda förändrat vågmönster.

Beroende på fas av varje signal vid kollisionspunkten kan den slutliga effekten vara konstruktiv (en förstärkt signal) eller destruktiv (en avbruten eller svagare signal Felsökning av svaga trådlösa anslutningar Så här felsöker du svaga trådlösa anslutningar Läs mer). Effekten beror på orienteringen och riktningen för de två enheter som sänder dessa signaler.

Mycket av problemet beror på det faktum att routrar (och andra trådlösa enheter) sänder och mottar med en intern tidspuls, och när den tidpunkten överensstämmer med en närliggande router ökar oddsen för störningar. Tidpunkterna är mer benägna att matcha när båda enheterna sänder på samma frekvens.

Hur FM Radio Broadcasts kan hjälpa

Den unika delen av tekniken - den som utvecklats av nordvästliga ingenjörer - är det faktum att det kan fungera med någon FM-radiosignal. Hur Analog Radio Works, Vad är Digital Radio och Vad är nästa? Hur Analog Radio fungerar, Vad är Digital Radio, och vad är nästa? I 2017 kommer Norge att vara det första landet för att helt stänga av FM-radio. Resten av världen kommer inte vara långt efter. Läs mer så länge det innehåller den digitala signalen som mest, om inte alla, radiosändare nu ingår med alla sändningar.

Ja, samma digitala signal som låter din radio (i nyare bilar) visar artisten och namnet på sången på den digitala radiodisplayen.

Den här digitala signalen heter Radio Data System (RDS) och sänds på en förutsägbar puls. Enligt de nordvästliga ingenjörerna överförs RDS “vid den tredje övertonen av 19 kHz pilottonen.”

Så här gav teamet den perfekta tidssignalen att använda som ett sätt att “synkronisera” alla trådlösa enheter på samma nätverk:

Klockfrekvensen för den anlända data ges genom att dividera den överförda subbärarfrekvensen med 48, vilket ger en datahastighet av 1187,5 bps. De överförda bitarna utsätts vidare för differentialkodning för att avlägsna tvetydighet i signalen.

Enkelt sagt betyder det att ingenjörerna upptäckte ett sätt att ta emot FM-radiosändningar. Sänd din egen FM-radiostation, med en Raspberry Pi-sändning Din egen FM-radiostation, med en Raspberry Pi Sick för att lyssna på babbling DJs och vilja sända din egen radiostation? Raspberry Pi kommer till din räddning, med sin tidigare okända förmåga att sända på FM-bandet. Läs mer och ta bort RDS-signalen för att uppnå en klockfrekvens som de kan använda som en del av deras hårda överföringsmetod.

Tänk på det som om hur en metronom hjälper en pianospelare att spela i rätt takt. I den här inställningen lyssnar den Wi-FM-kompatibla enheten på radion för att bestämma sin egen metod för schemaläggning av överföringar.

Synkronisera Wi-Fi med radiosignaler

Vad de nordvästliga ingenjörerna gjorde var att designa en metod för att överföra Wi-Fi-paket. Hur fungerar en router? En enkel förklaring Hur fungerar en router? En enkel förklaring Routrar kan verka komplicerade, men de är faktiskt ganska enkla. Här är en snabb guide till routrar, vad de gör och hur de fungerar. Läs mer genom att använda RDS-signalen som ett sätt att “harmonisera” två enheter som försöker kommunicera. Ingenjörerna använde radiostationens Program Identifier (PI) -kod för att förorda ett 104-bitars paket.

En enhet som är “Wi-FM-kompatibel” kommer att kunna hantera dessa data genom att söka efter och identifiera PI-koden i dataströmmen.

Genom att använda sin egen radiomottagare för att ta emot och identifiera stationens PI-kod kan den matcha radion PI-koden till strömmen PI-koden och synkronisera med ursprungsnoden som sänder signalen. Så här förklarade ingenjörerna det:

När den möter koden, som den känner igen via sökordet, går den in i synkroniserat tillstånd och återställer dess nuvarande bitindex till 0. När det är synkroniserat, tar systemet inte längre värdet av varje ankommande bit men använder istället det som en räknare mot bestäm det aktuella bitindexet.

När systemet når 104, återställer det räkningen till 0, och börjar att kontrollera PI-koden igen. Om det möter PI-koden där det förväntas (dvs 104 bitar efter den senaste händelsen), återstår tillståndet synkroniserat och processen upprepas.

Det är PI-koden - vad ingenjörerna ringer till “identifiera landmärken i form av upprepade mönster” - som låter både sändningskoden och mottagningskoden harmonisera.

Enligt papperet skulle den här PI-kodmetoden tillåta Wi-FM-kompatibla enheter att “känna miljön och dra nytta av de andra nodernas planeringsval över korta tidsskalor.”

Genom att förstå hur andra noder på nätverket planerar paket kan Wi-FM-sändningskoden planera sina egna sändningar så att nätverket utnyttjas fullt ut utan några störningar.

Även i tunga Wi-Fi-trafikscenarier kan enheter använda en algoritm som heter “neighborhood fairness algoritm” till sin egen överföring när andra enheter inte kommunicerar:

I synnerhet måste varje nod observera det aktuella nätverksläget, bestämma under vilka RDS-definierade block som andra noder skickar och välj ett schema [...] som kommer att resultera i bästa prestanda genom att minimera uppgift i varje block.

Det är ett mycket unikt förhållningssätt och skulle vara mest användbart för personer som bor i städer och trånga stadsdelar där det finns många närliggande Wi-Fi-routrar som alla försöker skicka och ta emot data på samma frekvens.

Vad betyder detta för dig?

De nordvästliga ingenjörerna såg betydande förbättringar i både genomströmning och latens av deras trådlösa nätverkskommunikation med hjälp av denna nya metod.

Det finns ett antal fördelar med denna teknik som kan göra den till den mest genomförbara nästa generationen för trådlösa enheter:

• Till skillnad från det nuvarande industriella tillvägagångssättet som använder en schemaläggningsnota för att samordna dataöverföringar från åtkomstpunkter, tillåter Wi-FM-metoden varje enhet att agera självständigt.
• Nuvarande mobila enheter har vanligtvis redan ett FM-radiochip installerat, men det är vanligtvis inaktiverat. En enkel apphämtning kan potentiellt aktivera den och omvandla enheten för att bli Wi-FM-kapabel.

Den enda frågan kvar är huruvida högtrafiknät med hög interferens blir tillräckligt för ett problem som konsumenterna kommer att kräva denna teknik. 10 sätt att förbättra hastigheten på din nuvarande router. 10 sätt att förbättra hastigheten på din nuvarande router. Här är några enkla router tweaks som kan göra en värld av skillnad på ditt hem Wi-Fi-nätverk. Läs mer . Kommer Apple, Windows eller Google att börja aktivera funktionaliteten i framtida uppdateringar av OS?

Det är svårt att säga, men om de positiva resultaten som de nordvästliga ingenjörerna realiserat är någon indikation kan vi förvänta oss att denna teknik kommer att bli kommersialiserad inom det närmaste året.

Bor du i ett stort interferensområde när det gäller Wi-Fi? Är du upphetsad om möjligheten till ett mer pålitligt trådlöst nätverk? Dela dina tankar och åsikter i kommentarfältet nedan!

Bildkrediter: Palto via Shutterstock, lUsh via Shutterstock, Fouad A. Saad via Shutterstock, CLIPAREA l Custom media via Shutterstock, Diagram via Northwestern University

Utforska mer om: Datornätverk, Wi-Fi.