Extreme Networks och jag skulle vilja önska en lycklig 106-årsdag till berömda teknik pionjär och skådespelerska Hedy Lamarr. Om det inte hade varit för Hedy Lamarr skulle vi förmodligen inte använda Wi-Fi, Bluetooth och annan RF-teknik som vi tar för givet i vår vardag. Hedy Lamar föddes den 9 November 1914 i Wien. Hon var en berömd skådespelerska som medverkade i många österrikiska, tyska och tjeckiska filmer innan hon flydde Europa 1937 och invandrade till USA. Hennes framgångsrika filmkarriär fortsatte i Hollywood.,
Du kan säga, ”allvarligt, en Hollywood skådespelerska uppfann Wi-Fi?”Svaret skulle vara att Hedy Lamar var så mycket mer än en skådespelerska, hon var en uppfinnare och teknik innovatör.
Figur 1 – teknik Pioneer – Hedy Lamarr
frekvens-hopping spread spectrum (FHSS) radioteknik patenterades ursprungligen den 11 augusti 1942 av skådespelerskan Hedy Kisler Markey (Hedy Lamarr) och kompositören George Antheil., Det var ursprungligen utformat för att vara ett radiostyrningssystem för torpeder, ett syfte för vilket det aldrig användes. Idén om spridningsspektrum var före sin tid. Under andra världskriget lärde sig Lamarr att RF-kontrollerade torpeder från United Sates Navy, lätt kunde fastna av fienden och veered off-course. Detta gjorde det svårare att sänka fiendens fartyg. Så, Hedy Lamarr kom briljant upp med tanken på ett frekvenshoppande RF-styrsystem som skulle vara mycket svårt att sylt., Tillsammans med George Antheil, skapade de en RF-sändare som emulerade spelare-piano kapacitet… och frekvens hopping föddes. De lämnade in ett patent 1942, men den amerikanska regeringen klassificerade omedelbart tekniken. FHSS användes inte i tid för andra världskriget.,
Figur 2 – USA-Patent för frekvenshoppning
det var inte förrän 1957 att ytterligare utveckling på spridningsspektrum inträffade, och 1962 användes frekvenshoppning (FHSS) för första gången mellan de amerikanska fartygen vid blockaden av Kuba under den kubanska missilkrisen. FHSS avklassificerades på 1970-talet. tyvärr, varken uppfinnare gjorde några pengar från deras patent eftersom det löpte ut innan tekniken utvecklades.
Så, vad har detta att göra med Wi-Fi?, Vad du kanske inte vet är att majoriteten av tidiga Wi-Fi-distributioner används frekvens hopping teknik. Frequency-hopping spread spectrum (FHSS) var en av de ursprungliga teknologierna som definierades för RF-kommunikation med hjälp av 2.4 GHz ISM-bandet för äldre Wi-Fi-radioer. Majoriteten av äldre frekvenshopping Wi-Fi-radioer tillverkades mellan 1997 och 1999.,
i allmänhet är sättet FHSS fungerar att det överför data genom att använda ett litet frekvensbärarutrymme, sedan humle till ett annat litet frekvensbärarutrymme och överför data, sedan till en annan frekvens, och så vidare, som illustreras i Figur 3. Mer specifikt sänder FHSS data genom att använda en viss frekvens under en viss tidsperiod, känd som uppehållstiden. När uppehållstiden löper ut ändras systemet till en annan frekvens och börjar överföra den frekvensen under uppehållstiden., Varje gång uppehållstiden nås ändras systemet till en annan frekvens och fortsätter att överföra.
Figur 3 – Frequency-Hopping
FHSS radioapparater använder en fördefinierad hoppsekvens (även kallad hoppmönster eller hoppuppsättning) som omfattar en serie små bärfrekvenser, eller humle. I stället för att sända på en uppsättning kanal eller ändlig frekvensområde, en FHSS radio sänder på en sekvens av underkanaler som kallas humle. Varje gång humlesekvensen är klar upprepas den., Figur 3 visar en make-believe hoppande sekvens som består av fem humle.
den ursprungliga IEEE 802.11-standarden gav att varje hop var 1 MHz i storlek. Dessa individuella humle arrangerades sedan i fördefinierade sekvenser. I Nordamerika och större delen av Europa innehöll hoppsekvenserna minst 75 humle men högst 79 humle. Andra länder hade olika krav. till exempel använde Frankrike 35 humle, medan Spanien och Japan använde 23 humle i en sekvens., För att framgångsrika överföringar ska kunna ske måste alla FHSS-sändare och mottagare synkroniseras på samma bärhopp samtidigt. Hoppande sekvenser som kan konfigureras på en FHSS-åtkomstpunkt och hoppningssekvensinformationen levererades till klientstationer via en 802.11 beacon-hanteringsram.
uppehållstid är en bestämd tid som FHSS-systemet sänder på en viss frekvens innan det växlar till nästa frekvens i hop-uppsättningen. Det lokala regleringsorganet begränsar vanligtvis mängden uppehållstid., Till exempel specificerade FCC en maximal uppehållstid på 400 millisekunder (ms) per Bärfrekvens under en 30-sekunders tidsperiod. Typiska uppehållstider är cirka 100 ms till 200 ms. den ursprungliga IEEE 802.11-standarden specificerade att en hoppsekvens består av minst 75 frekvenser, 1 MHz bred. Eftersom standarden specificerade en maximal bandbredd på 79 MHz, skulle det maximala antalet humle som är möjligt för en humleuppsättning vara 79. Med en FHSS humlesekvens bestående av 75 humle och en uppehållstid på 400 ms, skulle det ta cirka 30 sekunder att slutföra humlesekvensen., När humlesekvensen är klar upprepas den. Eftersom Wi-Fi FHSS-sändningar hoppar in i ett frekvensområde på 79 MHz, skulle en
smalbandssignal eller brus störa endast ett litet frekvensområde och endast producera en minimal mängd genomströmningsförlust. Att minska uppehållstiden kan ytterligare minska effekten av störningar. Omvänt, eftersom radion sänder data under uppehållstiden, ju längre uppehållstiden desto större är genomströmningen.,
Humletid är inte en angiven tidsperiod utan snarare en mätning av hur lång tid det tar för sändaren att byta från en frekvens till en annan. Humletiden är vanligtvis ett ganska litet antal, ofta ca 200 till 300 mikrosekunder (µs). Med typiska uppehållstider på 100 till 200 millisekunder (ms) är humletider på 200 till 300 µs obetydliga. Obetydlig eller inte, humletiden är i huvudsak bortkastad tid, eller overhead, och är densamma oavsett uppehållstiden., Ju längre uppehållstid, desto mindre ofta sändaren har att slösa tid hoppande till en annan frekvens, vilket resulterar i större genomströmning. Om uppehållstiden är kortare måste sändaren hoppa oftare, vilket minskar genomströmningen.
vi använder inte längre frekvenshoppning för Wi-Fi, och vi har gått vidare till andra RF-tekniker som ortogonal frequency-division multiple access (OFDMA). Vi använder dock frequency-hopping för våra Bluetooth-enheter och andra radiosändare. Onödigt att säga, hade det inte varit för Hedy Lamarr, vi kanske inte har Wi-Fi eller Bluetooth!,
om du vill veta mer om den intressanta historien om frekvenshoppning, Sök på Internet för Lamarr och Antheil. Ännu bättre, jag rekommenderar starkt att du tar dig tid att titta på en enastående filmdokumentär ”Bombshell-the Hedy Lamarr Story”. Detta är en stor dokumentär om Hedy Lamarrs fascinerande liv.
