Forscher finden einen Weg, die Wi-Fi-Reichweite nur mit Software zu erweitern

Ein einfaches Software-Update ermöglicht es Forschern, die Wi-Fi-Reichweite um 200 Fuß zu erweitern

Forscher der Brigham Young University (BYU) in Utah haben einen Weg gefunden, Wi-Fi-Signale über eine erheblich erweiterte Distanz nur mit einem einfachen Software-Update zu senden und zu empfangen.

Das neue Protokoll, das als „On-Off Noise Power Communication (ONPC)“ bezeichnet wird, kann die Reichweite von Internet of Things (IoT)-Geräten wie Türsensoren oder Bewegungsmeldern um mehr als 60 Meter erweitern, so die Testergebnisse. Das neue Protokoll wird direkt auf das bestehende Wi-Fi-Protokoll programmiert und nutzt die gleiche Hardware.

„Das ist das wirklich Coole an dieser Technologie: Es wird alles in Software gemacht“, sagte Phil Lundrigan, Assistenzprofessor für Computertechnik an der BYU. „Theoretisch könnten wir dies auf fast jedem Wi-Fi-fähigen Gerät mit einem einfachen Software-Update installieren.“

Derzeit benötigt Wi-Fi Geschwindigkeiten von mindestens einem Megabit pro Sekunde (1 Mbps), um ein Signal aufrechtzuerhalten, aber das neue ONPC-Protokoll kann ein Signal mit so wenig wie 1 Bit pro Sekunde aufrechterhalten – einem Millionstel der von Wi-Fi benötigten Datenrate.

Laut Lundrigan ist 1 Bit Information für viele Wi-Fi-fähige Geräte ausreichend, wie z.B. einen Garagentor-Sensor, einen Luftqualitätsmonitor oder sogar ein Bewässerungssystem, das einfach eine Ein/Aus-Nachricht benötigt, um zu funktionieren.

Das Protokoll ermöglicht dies, indem es Wi-Fi-fähigen Geräten erlaubt, drahtloses Rauschen sowie Daten zu übertragen. Die Forscher programmierten in den Wi-Fi-Sensor eine Reihe von 1en und 0en, wodurch das Signal in einem bestimmten Muster ein- und ausgeschaltet wird. Die durchgeführte Programmierung reicht aus, um dem Wi-Fi-Router mitzuteilen, dass das Gerät immer noch etwas überträgt (auch wenn keine Daten empfangen wurden) und das Signal aufrechtzuerhalten.

„Wenn der Zugangspunkt (Router) diesen Code hört, sagt er: ‚OK, ich weiß, dass der Sensor noch lebt und versucht, mich zu erreichen, er ist nur außerhalb der Reichweite.‘ Es sendet im Grunde 1 Bit Information, das sagt, dass es lebt“, sagte Neal Patwari von der Washington University in St. Louis.

Laut den Testergebnissen konnte das ONPC-Protokoll, als es mit einer Anwendung namens „Stayin’ Alive“ kombiniert wurde, die Reichweite eines handelsüblichen Geräts um 67 Meter oder etwa 200 Fuß über die Reichweite von Standard-Wi-Fi hinaus erweitern.

„Wir können Daten senden und empfangen, unabhängig davon, was Wi-Fi tut; alles, was wir brauchen, ist die Fähigkeit, Energie zu übertragen und dann Rauschmessungen zu empfangen“, sagte Lundrigan. „Wir könnten dies auch auf Mobilfunk oder Bluetooth anwenden.“

Das Beste an ONPC ist, dass es vollständig softwarebasiert ist und technisch gesehen über ein einfaches Software-Update auf bestehende Router und Geräte ausgerollt werden könnte. Die Forscher weisen jedoch ausdrücklich darauf hin, dass ihr ONPC-Protokoll nicht dazu gedacht ist, Wi-Fi oder langreichweitige drahtlose Protokolle wie LoRa zu ersetzen. Es soll hauptsächlich Wi-Fi „ergänzen“. Insbesondere beginnt Stayin’ Alive nur dann mit der Übertragung von Daten über ONPC, wenn festgestellt wird, dass das Wi-Fi-Gerät die Verbindung verloren hat.

Die Forschung wurde am 22. Oktober auf der International Conference on Mobile Computing and Networking in Los Cabos, Mexiko, präsentiert.

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