Wi-Fi Bağlantısının Durumunu Öğrenmek İçin Geliştirilen Sıra Dışı Yöntem

WiFi tasarlandığında, yüksek hızlı veri iletişimi için tasarlanmıştı. Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE) iletişim standartlarını belirledi – bu 802.11 protokolü, birçok kablosuz yönlendiricide tanıdık bir sayı.

Protokole göre, bir cihaz saniyede en az bir megabit (Mbps) gönderemediğinde, “aralık dışı” dır. Saniyede saniyede yarım megabit göndermek fiziksel olarak mümkün olsa bile, protokol buna izin vermez.

Ulusal Bilimsel Biyomedikal Görüntüleme Enstitüsü sponsorluğundaki bir projede, St. Louis’deki Washington Üniversitesi’ndeki McKelvey Mühendislik Okulu’ndan bilgisayar bilimci Neal Patwari, gönüllülerin evlerinden sürekli olarak iç mekan hava kalitesi verilerini toplamak için sensörleri kullanan bir grupla çalışıyor. Biyomühendislik (NIBIB).

Ancak araştırmacılar veri almayı bıraktığında, bir sensörün fişinin çekilip çekilmediğini veya bir şeylerin WiFi sinyalini engelleyip engellemediğini belirlemenin bir yolu yoktu. Sadece küçük bir ping, küçük bir miktar veri göndermeleri gerekiyordu, ancak sorun buydu – protokol buna izin vermedi.

“Aynı donanımı kullanarak, protokolün bir parçası olmasa bile, bir WiFi cihazından daha düşük hızlı veri gönderebilir miyiz?” Patwari, elektrik ve sistem mühendisliği ve bilgisayar bilimleri ve mühendisliği profesörü dedi.

Gerçekten, bir yolunu buldular.

Patwari ve ekibi, araştırma sonuçlarını 22 Ekim’de düzenlenen 25. Uluslararası Mobil Bilgisayar ve Ağ İletişimi Konferansı ACM MobiCom 2019’da sundu.

İç hava kalitesinin astım oranlarını nasıl etkilediğiyle ilgili çalışmaları için araştırmacılar, astımlı çocukları olan birçok evden uzun süre boyunca çok fazla veriye ihtiyaç duydular.

Araştırma katılımcıları evlerinde hava kalitesi sensörlerine sahip olmayı kabul etti. Sensörler WiFi aracılığıyla araştırmacılara iletilen verileri ve bir yıl boyunca bunu yapmaya bekleniyordu.

Patwari, “Bu bir problem,” dedi. “Bir kablosuz ağ kurmak ve bakımını yapmak zorunda kaldıysanız, bir şeyler ters giderse her seferinde biraz çalışması gerektiğini biliyorsunuz.”

Bir şeyler her zaman yanlış gidecektir ve katılımcıların işleri düzeltmek için yaptıkları iletişimin ardından, araştırmacılar zorlukların katılımcıların düşmesine neden olacağından endişe duyuyorlardı.

Patwari, kablosuz yönelticiden evin karşısında yatak odasına bir sensör koyduğunda bu hayal kırıklığını yaşadı . Kendi öğrencisi, aynı zamanda araştırmanın yazarı olan Philip Lundrigan, bağlantı kurulduğunda çağrıldı. Yönlendiriciyi kontrol etmeye gittiğinde, bir sepet çamaşırını yoldan çıkarmak zorunda kaldı.

Aniden, sensöre bağlantı yeniden kuruldu.

“Çamaşır sepeti gibiydi,” dedi ve “temiz çamaşırlardı!”

Çamaşırhanenin geçilmez bir duvar oluşturması ve WiFi sinyalinin raylarında ölü durması değildi. Aksine, sensör yönlendiriciden çok uzakta olduğu için, herhangi bir küçük bozulma, veri aktarım hızını protokolün izin verdiği en düşük aktarım hızı olan 1 Mbps’nin altına düşürdü. Böylece iletişim kesildi.

Araştırmacıların ele almaya çalıştıkları durum bu kadar veri gerektirmiyordu. Bağlantının sonlandırılıp sonlandırılmadığını veya sensörün takılı olup olmadığını bulmanın bir yolunu bulmaya çalışıyorlardı. Bu amaçla, vericiyi veri gönderen bir şey olarak değerlendirmek yerine, Patwari onu ses gönderen bir şey olarak kabul etmeye karar verdi.

Modern evler kablosuz gürültüyle doludur – bilgisayarlardan televizyonlara, müzik setlerinden cep telefonlarına – sinyaller her yerdedir. Brigham Young Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan Phil Lundrigan liderliğindeki ekip, bunu avantajları için kullanabileceklerini düşünüyordu. WiFi sensörüne bir dizi 1 ve 0 dizisini programladılar, bu da sinyali belirli bir düzende açıp kapatarak. Yönlendirici, bu kalıbı çevredeki kablosuz seslerden ayırt edebildi.

Böylece, sensörün verileri alınmasa bile, yönlendirici ortam gürültüsündeki bu deseni seçebilir ve sensörün hala bir şey ilettiğini bilir.

İşlem tamamen kolay değil; bazı sesler diğer seslerden daha yüksek olduğundan, ekibin sensörün gizli mesajını bulmak için en yüksek seslerden bazılarını susturmak için bir yol bulması gerekiyordu. Yakındaki sinyaller – örneğin, yönlendiricinin yanındaki televizyon iptal edildi. Sadece birkaç zayıf sinyali analiz ederek, sensör tarafından gönderilen deseni seçmek çok daha kolay hale gelir.

“Eğer erişim noktası bu kodu duyar, diyor, ‘Tamam, ben sensör hala hayatta ve bana ulaşmaya çalıştığını biliyorum, sadece kapsama alanı dışında’,” Patwari söylenir. “Temelde yaşadığını söyleyen bir bilgi gönderiyor.”

Utah Üniversitesi’nde profesör olan Sneha K. Kasera’yı da içeren ekip, sonunda, kodun WiFi veri aralığının sınırından daha ileri bir noktaya (hatta iki katına kadar) iletilebileceğini gösterdi.

Patwari, “Çamaşır sepeti yolda olsa ve bağlantı 1 Mbps hızında veri gönderemiyor olsa bile, yine de bu kodu gönderebilir,” dedi Patwari, “ve yönlendiriciniz sensörün canlı ve iletmekte olduğunu biliyor. Araştırmacı, sensörün hala veri topladığını bilerek kolayca dinlenebilir ve sonunda hava kalitesi verilerini alacaktır. “

Bu yeni yenilik için sadece bir başlangıçtır. Lundrigan’a göre “uzun menzilli” kablosuz protokolleri daha da uzun menzilli yapabilir veya bluetooth veya hücresel gibi diğer kablosuz teknolojilerin üzerinde kullanılabilir.

Lundrigan, “WiFi’nin ne yaptığından bağımsız olarak veri gönderip alabiliriz.” Dedi. “İhtiyacımız olan tek şey enerji iletme ve sonra gürültü ölçümü alma yeteneği.”

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir