Extreme Networks en ik wens de beroemde technologiepionier en actrice Hedy Lamarr een gelukkige 106e verjaardag. Als Hedy Lamarr er niet was geweest, zouden we waarschijnlijk geen gebruik maken van Wi-Fi, Bluetooth en andere RF-technologieën die we vanzelfsprekend vinden in ons dagelijks leven. Hedy Lamar werd geboren op 9 November 1914 in Wenen. Ze was een beroemde actrice die speelde in vele Oostenrijkse, Duitse en Tsjechische films voordat ze Europa vluchtte in 1937 en emigreerde naar de Verenigde Staten. Haar succesvolle filmcarrière werd voortgezet in Hollywood.,
je zou kunnen zeggen, “Serieus, een Hollywood actrice uitgevonden Wi-Fi?”Het antwoord zou zijn dat Hedy Lamar zoveel meer was dan een actrice, ze was een uitvinder en technologie-innovator.
figuur 1 – Technologiepionier – Hedy Lamarr
Frequency-hopping spread spectrum (FHSS) radiotechnologie werd oorspronkelijk gepatenteerd op 11 augustus 1942 door actrice Hedy Kiesler Markey (Hedy Lamarr) en componist George Antheil., Het was oorspronkelijk ontworpen als een radiogeleidingssysteem voor torpedo ‘ s, een doel waarvoor het nooit werd gebruikt. Het idee van spread spectrum was zijn tijd vooruit. Tijdens de Tweede Wereldoorlog leerde Lamarr dat torpedo ‘ s van de Amerikaanse marine, die door de RF gecontroleerd werden, gemakkelijk door de vijand konden worden vastgezet en uit koers konden worden gekeerd. Dit maakte het moeilijker om de schepen van de vijand tot zinken te brengen. Hedy Lamarr kwam op briljante wijze met het idee van een frequency-hopping RF geleidingssysteem dat zeer moeilijk te blokkeren zou zijn., Samen met George Antheil creëerden ze een RF-zender die player-piano mogelijkheden nabootste … en frequency hopping was geboren. Ze dienden een patent in 1942, echter, de Amerikaanse regering onmiddellijk geclassificeerd De technologie. FHSS werd niet op tijd gebruikt voor de Tweede Wereldoorlog.,
Figuur 2 – US Patent for Frequency-Hopping
pas in 1957 vond verdere ontwikkeling van spread spectrum plaats, en in 1962 werd frequency-hopping (FHSS) voor het eerst gebruikt tussen de Amerikaanse schepen bij de blokkade van Cuba tijdens de Cubaanse raketcrisis. FHSS werd vrijgegeven in de jaren 1970. helaas, geen van beide uitvinders verdiende geld met hun patent omdat het verlopen voordat de technologie werd ontwikkeld.
dus, wat heeft dit te maken met Wi-Fi?, Wat je misschien niet weet is dat de meerderheid van de vroege Wi-Fi-implementaties frequentie-hopping technologie gebruikt. Frequency-hopping spread spectrum (FHSS) was een van de oorspronkelijke technologieën gedefinieerd voor RF-communicatie met behulp van de 2,4 GHz ISM-band voor legacy Wi-Fi radio ‘ s. Het merendeel van de oudere frequency-hopping Wi-Fi radio ‘ s werden geproduceerd tussen 1997 en 1999.,
in het algemeen is de manier waarop FHSS werkt dat het gegevens verzendt door gebruik te maken van een kleine frequentiedragerruimte, vervolgens naar een andere kleine frequentiedragerruimte springt en gegevens verzendt, vervolgens naar een andere frequentie, enzovoort, zoals geïllustreerd in Figuur 3. Meer in het bijzonder, FHSS verzendt gegevens door gebruik te maken van een specifieke frequentie voor een bepaalde periode, bekend als de verblijftijd. Wanneer de verblijftijd is verstreken, verandert het systeem naar een andere frequentie en begint het op die frequentie te zenden voor de duur van de verblijftijd., Elke keer dat de verblijftijd wordt bereikt, verandert het systeem naar een andere frequentie en blijft het verzenden.
Figuur 3 – Frequency-Hopping
FHSS-radio ‘ s gebruiken een vooraf gedefinieerde hopping-sequentie (ook wel een hoppingpatroon of hoppingset genoemd) bestaande uit een reeks kleine draagfrequenties, of hop. In plaats van te verzenden op een bepaald kanaal of eindige frequentie ruimte, een FHSS radio zendt op een reeks van subkanalen genaamd hops. Elke keer dat de hopsequentie is voltooid, wordt deze herhaald., Figuur 3 toont een nep-hopping sequentie die bestaat uit vijf Hop.
volgens de oorspronkelijke IEEE 802.11-standaard moest elke hop 1 MHz groot zijn. Deze individuele hop werd vervolgens gerangschikt in vooraf gedefinieerde sequenties. In Noord-Amerika en het grootste deel van Europa bevatten de hopsequenties ten minste 75 hop maar niet meer dan 79 Hop. Andere landen hadden verschillende eisen: zo gebruikte Frankrijk 35 Hop, terwijl Spanje en Japan 23 hop in een opeenvolging gebruikten., Voor succesvolle transmissies moeten alle FHSS-zenders en-ontvangers tegelijkertijd op dezelfde carrier hop worden gesynchroniseerd. Hopping sequenties die kunnen worden geconfigureerd op een FHSS access point, en de hopping sequence informatie werd geleverd aan client stations via een 802.11 beacon management frame.
Dwell time is een bepaalde hoeveelheid tijd die het FHSS-systeem op een specifieke frequentie verzendt voordat het overschakelt naar de volgende frequentie in de hop-set. De lokale regelgevende instantie beperkt meestal de hoeveelheid verblijftijd., De FCC specificeerde bijvoorbeeld een maximale verblijftijd van 400 milliseconden (ms) per draaggolffrequentie gedurende een periode van 30 seconden. De oorspronkelijke IEEE 802.11 standaard gaf aan dat een hopping sequence bestaat uit ten minste 75 frequenties, 1 MHz breed. Omdat de standaard een maximale bandbreedte van 79 MHz bepaalde, zou het maximale aantal Hop dat mogelijk is voor een hop set 79 zijn. Met een FHSS hop sequentie bestaande uit 75 hop en een verblijftijd van 400 ms, zou het ongeveer 30 seconden duren om de hop sequentie te voltooien., Nadat de hopsequentie is voltooid, wordt deze herhaald. Omdat Wi-Fi FHSS-transmissies binnen een frequentiebereik van 79 MHz springen, zou een
smalbandsignaal of ruis slechts een klein frequentiebereik verstoren en slechts een minimale hoeveelheid doorvoerverlies veroorzaken. Het verminderen van de verblijftijd kan het effect van interferentie verder verminderen. Omgekeerd, omdat de radio gegevens verzendt tijdens de verblijftijd, hoe langer de verblijftijd, hoe groter de doorvoer.,
Hop tijd is geen gespecificeerde tijdsperiode, maar een meting van de tijd die nodig is voor de zender om van de ene frequentie naar de andere te veranderen. Hop tijd is meestal een vrij klein aantal, vaak ongeveer 200 tot 300 microseconden (µs). Bij typische verblijfstijden van 100 tot 200 milliseconden (ms) zijn hoptijden van 200 tot 300 µs onbeduidend. Onbeduidend of niet, de hop tijd is in wezen verspilde tijd, of overhead, en is hetzelfde, ongeacht de verblijftijd., Hoe langer de verblijftijd, hoe minder vaak de zender heeft om tijd te verspillen hoppen naar een andere frequentie, wat resulteert in een grotere doorvoer. Als de verblijftijd korter is, moet de zender vaker springen, waardoor de doorvoer afneemt.
we gebruiken niet langer frequency hopping voor Wi-Fi, en we zijn overgestapt op andere RF-technologieën zoals orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA). We gebruiken echter frequency-hopping voor onze Bluetooth-apparaten en andere radiozenders. Onnodig te zeggen, had het niet voor Hedy Lamarr, we misschien niet Wi-Fi of Bluetooth!,
als u meer wilt weten over de interessante geschiedenis van frequency-hopping, zoek dan op het Internet naar Lamarr en Antheil. Nog beter, ik raad je ten zeerste aan om de tijd te nemen om een uitstekende filmdocumentaire “Bombshell – The Hedy Lamarr Story”te bekijken. Dit is een geweldige documentaire over het fascinerende leven van Hedy Lamarr.
