211service.com
High-Definition-Video über WLAN
Mehrere drahtlose Systeme der nächsten Generation, darunter WiMax, 4G-Mobilfunktechnologie und andere, die bisher unerschlossene Teile des Funkspektrums erkunden, versprechen eine schnellere und bessere Konnektivität über die Luft. Diese Standards stehen jedoch immer noch vor geschäftlichen und technologischen Herausforderungen. Inmitten all dessen entstand ein Startup namens Quantenna plant, die drahtlose Konnektivität durch einfaches Aufladen von Wi-Fi zu verbessern. Mit diesem Ziel vor Augen wird das Unternehmen mit Sitz in Sunnyvale, Kalifornien, in den kommenden Monaten Chipsätze auf den Markt bringen, die ein Gigabit an Daten pro Sekunde über Wi-Fi verarbeiten können – genug, um hochauflösende Videos und andere Inhalte über kurze Distanzen zu streamen .
Beam mich hoch : Der hier gezeigte WLAN-Chip von Quantenna enthält vier Antennen zum Senden von Daten und vier Antennen zum Empfangen. Diese Antennen erhöhen zwar die Gesamtbandbreite, ermöglichen aber auch eine Technik namens Beamforming. Dadurch wird eine drahtlose Sichtverbindung zwischen Geräten hergestellt, die Daten im Wert von einem Gigabit pro Sekunde übertragen kann – genug für hochauflösende Videoinhalte.
Nach meiner Erfahrung, sagt Andrea Goldsmith, CTO des Unternehmens, die auch Professorin an der Stanford University ist, kann man kein erfolgreiches Wireless-Unternehmen haben, wenn man nicht auf Standards basiert. Mit anderen Worten, Goldsmith glaubt, dass es viel einfacher sein wird, es zu rollen out-Technologie, die mit Wi-Fi kompatibel ist, als mit Chips, die relativ unbekannte Frequenzen verwenden. (Siehe High-Definition liegt in der Luft .) Der Grund dafür ist eine einfache Wirtschaftlichkeit: Weniger Unternehmen sind möglicherweise bereit, sich einer nicht bewährten Technologie gegenüber einer etablierten Technologie zuzuwenden.
Die Chips von Quantenna verwenden einen spezifischen Wi-Fi-Standard namens 802.11n. (Siehe Faster, Farther Wi-Fi .) 802.11n ermöglicht unter anderem die Verwendung von bis zu vier Antennen zum Senden von Daten und vier zum Empfangen. Im Vergleich zu Wi-Fi-Chips mit einem 2x2-Antennenschema – dem derzeit gängigsten Typ auf dem Markt – sind die Chips von Quantenna doppelt so leistungsstark, sagt Goldsmith. Bei gleichen Datenraten und gleichen Anwendungen können Sie die doppelte Distanz zurücklegen.
Aber es ist die spezifische Funktionsweise der Mehrfachantennen von Quantenna, die sie von der bestehenden Wi-Fi-Technologie unterscheiden: Die Antennen bilden eine direkte drahtlose Verbindung zwischen aktivierten Geräten mithilfe einer Technik namens Beamforming. Im Gegensatz zu herkömmlichen Funkgeräten, die Daten in alle Richtungen senden und empfangen, lokalisiert ein Beamforming-Funkgerät einen Empfänger und konzentriert das Signal auf schmale Pfade für jeden Datenstrom. Wenn diese Art von drahtloser Verbindung hergestellt wird, können Daten mit viel schnelleren Raten übertragen werden. Es könnte Komponenten von Heimkinos drahtlos verbinden und High-Definition-Inhalte beispielsweise zwischen einem DVD-Player und einem Fernseher streamen. Derzeit wird die Beamforming-Technologie in drahtlosen Chips verwendet, die zwischen 60 und 100 Gigahertz arbeiten – weit über den 5- und 2,5-Gigahertz-Frequenzen, die von Wi-Fi verwendet werden.
Die Strahlformung bei Wi-Fi-Frequenzen wäre ohne das 4x4-Antennenschema nicht möglich, sagt Goldsmith. Denn Antennen senden und empfangen nicht nur Daten, sondern können sich auch an die Kanaleigenschaften anpassen und Störungen vermeiden. Tatsächlich gibt es bei zwei Datenströmen in einer 4x4-Antenne zusätzliche Antennen, um den Strahlweg zu optimieren und Störungen zu korrigieren. Mit vier Antennen können Sie die Auswirkungen von Interferenzen abschwächen und den Strahl in die optimalen Richtungen ausrichten, sagt Goldsmith.
Beamforming ist nicht neu, aber Goldsmith und ihre Ingenieure standen vor neuen Herausforderungen, um sicherzustellen, dass die Technologie dem Wi-Fi-Standard entspricht. Zum einen mussten sie sicherstellen, dass der Chip seine Leistung an den Antennen, die die Daten empfangen, schnell genug anpasst – innerhalb von vier Mikrosekunden, wie es der Standard vorschreibt –, wenn er vom Standard-WLAN-Modus in den Beamforming-Modus wechselt . Ohne Details zu nennen, sagt Goldsmith, dass ihr Team Algorithmen entwickelt habe, die die Leistungsanpassung schneller bewältigen konnten.
Weitere Tricks sind die Entwicklung von Beamforming-Algorithmen, um alle Umgebungsinformationen zu verwalten und sicherzustellen, dass die Verbindung schnell genug korrigiert werden kann, wenn Interferenzen erkannt werden, sodass es keine Verzögerungen bei der drahtlosen Geschwindigkeit gibt.Beamforming ist in der Tat eine gute Möglichkeit, die Kapazität zu verbessern , sagt Jan Rabaey , Professor für Elektrotechnik und Informatik an der University of California, Berkeley. Es ist definitiv etwas, das passieren wird.
Rabaey weist jedoch darauf hin, dass Antennen, die auf Wi-Fi-Frequenzen betrieben werden, aufgrund der Eigenschaften der verwendeten Frequenzen in Zentimetern voneinander getrennt sein müssen, was der Größe der verwendbaren Antennenarrays eine untere Grenze auferlegt. Dennoch vermutet er, dass diese Art von Chip irgendwann in Laptops und sogar PDAs Einzug halten könnte, wenn die Chips passend konstruiert werden können.
Zunächst plant Quantenna, sich darauf zu konzentrieren, seine Chips in Basisstationen und Flachbildfernseher zu integrieren, die als die nächste große Grenze im Wireless-Bereich gelten. Das Unternehmen arbeitet mit traditionellen Home-Networking-Anbietern zusammen, sagt Goldsmith, und seine Produkte werden in den kommenden Monaten auf den asiatischen Märkten erhältlich sein.