Extreme Networks und ich möchte ein frohes 106. Ohne Hedy Lamarr würden wir wahrscheinlich kein WLAN, Bluetooth und andere HF-Technologien verwenden, die wir in unserem Alltag für selbstverständlich halten. Hedy Lamar wurde am 9. November 1914 in Wien geboren. Sie war eine berühmte Schauspielerin, die in vielen österreichischen, deutschen und tschechischen Filmen mitspielte, bevor sie 1937 aus Europa floh und in die USA eingewandert war. Ihre erfolgreiche Filmkarriere setzte sich in Hollywood fort.,
Man könnte sagen: „Ernsthaft, eine Hollywood-Schauspielerin Wi-Fi erfunden?“Die Antwort wäre, dass Hedy Lamar so viel mehr war als eine Schauspielerin, sie war eine Erfinderin und Technologieinnovatorin.
Abbildung 1 – Technologie-Pionier – Hedy Lamarr
Frequenz-hopping spread spectrum – (FHSS) radio-Technologie wurde ursprünglich patentierten on August 11, 1942, von der Schauspielerin Hedy Kiesler Markey (Hedy Lamarr) und der Komponist George Antheil., Es wurde ursprünglich als Funkleitsystem für Torpedos entwickelt, ein Zweck, für den es nie verwendet wurde. Die Idee des Spread Spectrum war seiner Zeit voraus. Während des Zweiten Weltkriegs erfuhr Lamarr, dass RF-kontrollierte Torpedos der United Sates Navy vom Feind leicht eingeklemmt und vom Kurs abgekommen werden konnten. Dies machte es schwieriger, die feindlichen Schiffe zu versenken. So kam Hedy Lamarr brillant auf die Idee eines frequenzhüpfenden HF-Leitsystems, das sehr schwer zu stauen wäre., Zusammen mit George Antheil entwickelten sie ein HF-Sendergerät, das Spieler-Klavier-Fähigkeiten emulierte… und Frequenzhopping wurde geboren. Sie reichten 1942 ein Patent ein, die US-Regierung klassifizierte die Technologie jedoch sofort. FHSS wurde nicht rechtzeitig für den Zweiten Weltkrieg verwendet.,
Figure 2 – US Patent for Frequency-Hopping
Erst 1957 kam es zur Weiterentwicklung des Spread spectrum, und 1962 wurde erstmals Frequency-Hopping (FHSS) zwischen den US-Schiffen bei der Blockade Kubas während der Kubakrise eingesetzt. FHSS wurde in den 1970er Jahren freigegeben. Leider hat keiner der Erfinder Geld aus ihrem Patent gemacht, weil es abgelaufen ist, bevor die Technologie entwickelt wurde.
Also, was hat das mit Wi-Fi zu tun?, Was Sie vielleicht nicht wissen, ist, dass die Mehrheit der frühen Wi-Fi-Bereitstellungen Frequency-Hopping-Technologie verwendet. Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) war eine der ursprünglichen Technologien, die für die HF-Kommunikation mit dem 2,4-GHz-ISM-Band für ältere Wi-Fi-Radios definiert wurden. Die Mehrheit der Legacy-Frequenz-Hopping Wi-Fi-Radios wurden zwischen 1997 und 1999 hergestellt.,
Im Allgemeinen funktioniert FHSS so, dass es Daten unter Verwendung eines kleinen Frequenzträgerraums überträgt, dann zu einem anderen kleinen Frequenzträgerraum springt und Daten überträgt, dann zu einer anderen Frequenz und so weiter, wie in Abbildung 3 dargestellt. Genauer gesagt überträgt FHSS Daten, indem eine bestimmte Frequenz für einen festgelegten Zeitraum verwendet wird, die als Verweilzeit bezeichnet wird. Wenn die Verweilzeit abläuft, wechselt das System auf eine andere Frequenz und beginnt, auf dieser Frequenz für die Dauer der Verweilzeit zu senden., Jedes Mal, wenn die Verweilzeit erreicht ist, wechselt das System auf eine andere Frequenz und sendet weiter.
Abbildung 3 – Frequency-Hopping
FHSS-Radios verwenden eine vordefinierte Hopping-Sequenz (auch Hopping-Muster oder Hopping-Set genannt), die eine Reihe kleiner Trägerfrequenzen oder Hopfen umfasst. Anstatt auf einem festgelegten Kanal oder einem endlichen Frequenzraum zu senden, sendet ein FHSS-Radio auf einer Folge von Unterkanälen, die als Hopfen bezeichnet werden. Jedes mal, wenn die hop-Sequenz abgeschlossen ist, wird Sie wiederholt., Abbildung 3 zeigt eine Make-Believe-Hopping-Sequenz, die aus fünf Hopfen besteht.
Der ursprüngliche IEEE 802.11-Standard sah vor, dass jeder Hop 1 MHz groß sein sollte. Diese einzelnen Hopfen wurden dann in vordefinierten Sequenzen angeordnet. In Nordamerika und den meisten europäischen Ländern enthielten die Hopping-Sequenzen mindestens 75 Hopfen, aber nicht mehr als 79 Hopfen. Andere Länder hatten unterschiedliche Anforderungen; Zum Beispiel verwendete Frankreich 35 Hopfen, während Spanien und Japan 23 Hopfen in einer Sequenz verwendeten., Damit eine erfolgreiche Übertragung erfolgen kann, müssen alle FHSS-Sender und-Empfänger gleichzeitig auf demselben Träger-Hop synchronisiert sein. Hopping-Sequenzen, die auf einem FHSS-Zugangspunkt konfiguriert werden konnten, und die Hopping-Sequenzinformationen wurden über einen 802.11 Beacon-Verwaltungsrahmen an Clientstationen übermittelt.
Verweilzeit ist eine definierte Zeitspanne, die das FHSS-System auf einer bestimmten Frequenz überträgt, bevor es auf die nächste Frequenz im Hop-Set umschaltet. Die lokale Regulierungsbehörde begrenzt typischerweise die Verweilzeit., Beispielsweise spezifizierte die FCC eine maximale Verweilzeit von 400 Millisekunden (ms) pro Trägerfrequenz während eines Zeitraums von 30 Sekunden. Typische Verweilzeiten liegen bei etwa 100 ms bis 200 ms. Der ursprüngliche IEEE 802.11-Standard spezifizierte, dass eine Hopping-Sequenz aus mindestens 75 Frequenzen mit einer Breite von 1 MHz besteht. Da der Standard eine maximale Bandbreite von 79 MHz vorschreibt, wäre die maximal mögliche Anzahl von Hopfen für einen Hop-Satz 79. Bei einer FHSS-Hopfenfolge bestehend aus 75 Hopfen und einer Verweilzeit von 400 ms würde es etwa 30 Sekunden dauern, bis die Hopfenfolge abgeschlossen ist., Nachdem die hop-Sequenz abgeschlossen ist, wird Sie wiederholt. Da Wi-Fi-FHSS-Übertragungen in einen Frequenzbereich von 79 MHz springen, würde ein
– Schmalbandsignal oder-rauschen nur einen kleinen Frequenzbereich stören und nur einen minimalen Durchsatzverlust erzeugen. Eine Verringerung der Verweilzeit kann die Wirkung von Störungen weiter reduzieren. Umgekehrt, da das Radio während der Verweilzeit Daten überträgt, ist der Durchsatz umso größer, je länger die Verweilzeit ist.,
Die Hop-Zeit ist keine festgelegte Zeitspanne, sondern eine Messung der Zeit, die der Sender benötigt, um von einer Frequenz zur anderen zu wechseln. Hop-Zeit ist in der Regel eine ziemlich kleine Zahl, oft etwa 200 bis 300 Mikrosekunden (µs). Bei typischen Verweilzeiten von 100 bis 200 Millisekunden (ms) sind Hop-Zeiten von 200 bis 300 µs unbedeutend. Unbedeutend oder nicht, die Hop-Zeit ist im Wesentlichen verschwendete Zeit oder Overhead und ist unabhängig von der Verweilzeit gleich., Je länger die Verweilzeit ist, desto seltener muss der Sender Zeit damit verschwenden, auf eine andere Frequenz zu springen, was zu einem größeren Durchsatz führt. Wenn die Verweilzeit kürzer ist, muss der Sender häufiger springen, wodurch der Durchsatz verringert wird.
Wir verwenden kein Frequenzhopping mehr für Wi-Fi und sind zu anderen HF-Technologien wie Orthogonal Frequency-division Multiple Access (OFDMA) übergegangen. Wir verwenden jedoch Frequency-Hopping für unsere Bluetooth-Geräte und andere Funksender. Unnötig zu sagen, wäre es nicht für Hedy Lamarr gewesen, hätten wir vielleicht kein WLAN oder Bluetooth!,
Wenn Sie mehr über die interessante Geschichte des Frequency-Hopping erfahren möchten, suchen Sie im Internet nach Lamarr und Antheil. Noch besser, ich empfehle Ihnen dringend, sich die Zeit zu nehmen, sich eine herausragende Filmdokumentation „Bombshell – the Hedy Lamarr Story“anzusehen. Dies ist eine großartige Dokumentation über das faszinierende Leben von Hedy Lamarr.
