WLAN kann mehr als „nur“ Datenübertragung

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Haben sie schon von Wireless Docking Stations gehört? Stellen Sie sich vor, Sie kommen ins Büro, stellen die Laptoptasche in eine Ecke und setzten sich an Ihren Schreibtisch, wo Monitor, Tastatur, Maus und Drucker schon bereitstehen. Dann arbeiten Sie an der Stelle weiter, wo sie vorhin in der Bahn aufgehört haben. Und das Beste ist, dass dabei der Laptop in der Tasche bleibt.

Möglich macht es die neue WLAN-Technik im 60-Ghz-Band, die so performant ist, dass sie neben den Netzwerkdaten auch gleich Tastatur-/Maus-Befehle und die Bildschirminhalte überträgt. Immerhin bietet der Hersteller Dell eine auf dieser Technik basierende Docking Station an und auch einen passenden WLAN-Adapter für einige seiner Laptops. Leider können Sie darüber den Akku ihres Laptops nicht laden, das wäre ja zu schön um wahr zu sein.

Sie sehen also, WLAN kann mehr als nur schnöde Daten zu übertragen. Ein anderes Beispiel ist die WLAN-Ortung. Seit vielen Jahren bereits bieten die Hersteller Systeme an, mit denen man den Standort von Teilnehmern im Netz ermitteln kann. Das kann beispielsweise bei schnurlosen (WLAN-)Telephonen nützlich sein, wenn Sie die Quelle eines „Röchelrufs“ feststelle möchten.

Zu diesem Zweck messen die Access Points und/oder die Endgeräte regelmäßig die Empfangsfeldstärken ihrer Kommunikationspartner. Die Werte werden an ein zentrales System übermittelt, das sie mit einer Datenbank der Funkausbreitung im WLAN vergleicht. Mittels statistischer Verfahren kann daraus der ungefähre Ort der Endgeräte bestimmt werden. Die Genauigkeit der Ortung steht und fällt mit dem Wissen über die Funkausbreitung. Einige Hersteller verwenden dafür einfache Modelle, die in wesentlichen die Ausbreitung der Funkwellen im freien Raum berücksichtigen. Andere Hersteller sehen eine Referenzmessung vor, bei der die tatsächlichen Funkfeldstärken beispielsweise im Rahmen eines Site Survey ermittelt werden.

Diese Art der WLAN-Ortung funktioniert natürlich nur mit den entsprechenden Endgeräten. Aber lassen sich auch andere, nicht selber funkende Gegenstände mittels WLAN orten? Es gibt schließlich schon seit langem Bewegungsmelder, die Funkwellen im 2,4-GHz-Band nutzen. Sobald sich eine Person davor bewegt, reflektiert sie die vom Melder ausgesandten Funkwellen, was dieser (beispielsweise über den Dopplereffekt) registriert.

Neulich fiel mir ein Papier zweier Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in die Hände, die eine Art Bewegungsmelder auf WLAN-Basis beschreiben. Sie haben zu diesem Zweck zwei Techniken moderner WLANs zweckentfremdet, „MIMO“ und „Beamforming“.

  • Multiple Input Multiple Output (MIMO) verwenden sie dazu, die Reflexionen der Funkwellen, die von statischen Objekten zum Access Point zurückgeworfen werden, hinweg zu „nullen“. Solange um den Access Point alles in Ruhe ist, nimmt er keinerlei Reflexionen der von ihm ausgesandten Signale wahr. Sobald sich etwas bewegt, verändern sich die Reflexionen und lassen sich bemerken. Da insbesondere auch die von den Wänden reflektierten Funkwellen genullt werden, kann der Access Point sogar bewegte Objekte jenseits dieser Wände erkennen. Es gelang den Forschern also, mit WLAN durch Wände quasi hindurchzusehen.
  • Die Technik des Beamforming haben die Forscher „umgedreht“. Normalerweise steuert man beim Beamforming eine Gruppe aus mehreren Antennen phasenverschoben an und erhält dadurch eine gewisse Richtwirkung. Hier lässt man nun den Access Point über eine einzige Antenne regelmäßig Signale aussenden und misst die Phasenverschiebung der Reflexionen. Aus den zeitlich aufeinander folgenden Phasenunterschieden bei bewegten Objekten lässt sich anschließend eine Art Standlinie errechnen. Mit mehreren Access Points könnte man also bewegte Objekte im Nachbarraum peilen.

Die Forscher nennen ihre Erfindung „Wi-Fi Vision“ (Wi-Vi). Es handelt sich also um einen verbesserten Bewegungsmelder, der sogar angrenzende Räume abdeckt. Dementsprechend sehen die Forscher als ein Einsatzgebiet für Wi-Vi die Ortung verschütteter Personen oder auch das unbemerkte Überwachen von Kindern und alten Menschen.

Ganz witzig finde ich noch die in dem Papier beschriebene Möglichkeit, auf Basis dieser Technik Gesten zu erkennen. Vielleicht können wir ja in naher Zukunft erste Haushaltsgeräte kaufen, die sich mit unseren Handbewegungen fernsteuern lassen, etwa den Fernseher, der sich mittels Winken ausschalten lässt („tschüss…“).

Wenn Sie mehr über Wi-Vi wissen möchten, können Sie sich das kurze Video auf der Website unter http://people.csail.mit.edu/fadel/wivi ansehen. Dort finden Sie auch einen Verweis auf das Papier. Wenn Sie darüber hinaus mehr über neue WLAN-Techniken erfahren möchten, die auch für Ihre aktuellen Netze relevant sein können, freue ich mich darauf, Sie beim diesjährigen WLAN-Forum begrüßen zu können.

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