Neuer WiLo-Standard erweitert Wi-Fi auf große Distanzen

 (spectrum.ieee.org)
6 Punkte von GN⁺ 2024-10-08 | 2 Kommentare | Auf WhatsApp teilen
  • WiLo wurde als Hybridtechnologie entwickelt, die Wi-Fi und das Long-Range-Netzwerkprotokoll (LoRa) kombiniert
    • WiLo ist so konzipiert, dass es auf bestehender Wi-Fi- und LoRa-Hardware genutzt werden kann
  • Wi-Fi ist bei Reichweite und hohem Stromverbrauch eingeschränkt, während LoRa auf Fernkommunikation und geringen Energiebedarf ausgelegt ist
  • Mit WiLo werden die Vorteile beider Kommunikationsprotokolle ohne zusätzliche Technik kombiniert und maximiert
  • Das senkt Kosten, Komplexität und potenzielle Fehlerquellen und macht IoT-Deployments effizienter und besser skalierbar
  • Es kann auf Internet-of-Things-(IoT)-Technologien angewendet werden, etwa auf Langstrecken-Sensornetzwerke in der Landwirtschaft oder in Smart Cities

Details zum WiLo-Experiment

  • Die Forschenden führten das WiLo-Experiment mit dem von Semtech hergestellten SX1280-LoRa-Transceiver durch
  • Das 2,4-GHz-Kommunikationsband des SX1280 wird mit Wi-Fi sowie anderen Standards und Technologien geteilt, aber Wi-Fi- und LoRa-Signale sind nicht kompatibel
  • Die Forschenden entwickelten einen Algorithmus, der die Frequenz von Wi-Fi-Datenübertragungssignalen so manipuliert, dass sie mit den Signalen übereinstimmt, die LoRa-Geräte zur Kommunikation mit anderen Geräten verwenden
  • WiLo wurde in Innen- und Außenbereichen auf Distanzen von bis zu 500 m getestet und erreichte eine Erfolgsquote von 96 %

Vorteile und Grenzen von WiLo

  • Ein Vorteil von WiLo ist, dass es auf bestehender Hardware laufen kann und dadurch keine erheblichen Rollout-Kosten oder zusätzliche Komplexität verursacht
  • Eine der Grenzen von WiLo ist der zusätzliche Stromverbrauch, der entsteht, wenn Wi-Fi-Geräte Kommunikation und Signalemulation gleichzeitig verarbeiten müssen

Nächste Schritte zur Kommerzialisierung

  • Das System muss weiter optimiert werden, um Energieeffizienz, Datenrate und Robustheit gegenüber Interferenzen zu verbessern
  • Erforderlich sind zudem die Einhaltung von Industriestandards und die Integration von Sicherheitsmaßnahmen für technologieübergreifende Kommunikation

Meinung von GN⁺

  • Die WiLo-Technologie ist ein innovativer Ansatz, um die Probleme der geringen Reichweite und des hohen Stromverbrauchs von Wi-Fi im IoT-Bereich zu lösen
  • Dass bestehende Hardware genutzt werden kann, dürfte die Deployment-Kosten und die Komplexität deutlich senken
  • Der zusätzliche Stromverbrauch von Wi-Fi-Geräten bleibt jedoch eine Herausforderung, die mit Blick auf Batterielaufzeit und Energieeffizienz gelöst werden muss
  • Das Potenzial für den Einsatz in unterschiedlichen IoT-Umgebungen wie Landwirtschaft und Smart Cities ist hoch, allerdings dürfte eine Optimierung unter Berücksichtigung der jeweiligen Anwendungseigenschaften nötig sein
  • Für IoT-Fernkommunikation sind LPWAN-Technologien wie LoRaWAN, Sigfox und NB-IoT bereits kommerziell im Einsatz; deshalb ist es wichtig, gegenüber ihnen Differenzierung und Wettbewerbsfähigkeit zu erreichen

Verwandte Beiträge

2 Kommentare

 
bus710 2024-10-09

Ich habe mich gefragt, ob es vielleicht für Low-Power-Geräte nutzbar wäre, und einen Mitarbeiter von Nordic Semi gefragt. Er meinte, dass ihre Chips das wohl nicht unterstützen werden. Wie es bei Espressif aussieht, weiß ich allerdings nicht...
 
GN⁺ 2024-10-08
Hacker-News-Kommentare

  • WiLo ist ein neues algorithmisches Framework, das gerichtete Kommunikation von Wi‑Fi zu LoRa ermöglicht. Es erlaubt, mit Wi‑Fi-Hardware 2,4-GHz-LoRa-Wellenformen zu erzeugen.

    • WiLo ermöglicht die Übertragung von Daten von bestehender Wi‑Fi-Hardware an LoRa-Hardware; bislang wurde das nur mit Software-defined Radio simuliert.
    • Die zentrale Innovation von WiLo ist eine Signalemulationstechnik, die Standard-Wi‑Fi-Signale in LoRa-ähnliche Wellenformen umwandelt, sodass LoRa-Hardware Wi‑Fi-Signale decodieren kann.
    • WiLo wird direkt von gewöhnlichen Geräten unterstützt; das USRP-B210-Gerät wird nur zu Evaluierungszwecken verwendet.

  • Ich würde mir wünschen, dass die Geschwindigkeit von Wi‑Fi schrittweise auf 1 kbps oder 100 bps sinkt. Physikalisch ist das auch ohne zusätzliche Sendeleistung möglich.

    • Wenn die passende Modulation gewählt wird, könnte eine Konfiguration, die auf 100 Yard 100 Mbit liefert, auf 1 Meile 322 kbit und auf 10 Meilen 3 kbps liefern.

  • Falls es stimmt, dass Wi‑Fi 500 Meter erreicht hat, konnte man sich schon früher in den 802.11b-Zeiten mit Netzwerken in mehreren hundert Metern Entfernung verbinden.

    • Als der Netzwerkraum voller wurde, ist die nutzbare Distanz stark zurückgegangen.

  • Ich frage mich, wie diese Technik Funküberlastung handhaben würde, wenn sie sich als Standard etabliert und viele Geräte in Reichweite sind.

    • Für IoT ist ein niedriger Durchsatz in Ordnung, aber wenn viele Geräte dasselbe Spektrum teilen müssen, könnte das unpraktisch werden.
    • Schon bei Wi‑Fi 2,4 GHz gibt es Probleme mit Funküberlastung, und LoRa hat 13 + 8 Kanäle.

  • Diese Technik ist kein Teil des offiziellen Wi‑Fi-Standards bzw. der Spezifikation.

  • Ich frage mich, wie die Geschwindigkeit aufrechterhalten wird.

  • Es ist erstaunlich, dass Starlink-Terminals weder LoRa noch HaLow enthalten. Für abgelegene Bauernhöfe und Ähnliches könnte das eine offensichtliche Verbesserung sein.

  • Ich frage mich, ob LoRa patentiert und proprietär ist.

  • Ich frage mich, ob 802.11ah nicht bereits existiert.

  • Es wird weiterhin über Smart Cities gesprochen.