Was ist Beamforming? Wie verbessert es die WLAN-Geschwindigkeit?

Es macht Sinn, sich über alles zu informieren, was Ihr WLAN beschleunigt, oder?

Wir alle suchen nach dem idealen WLAN, das das ganze Haus abdeckt und die Internetgeschwindigkeiten bietet, die unser ISP garantiert. Die Wi-Fi-Technologie ist jedoch notwendig, um Signale ohne Beeinträchtigung direkt zu unseren Geräten zu übertragen, damit dieser Traum wahr wird.

Hier kommt Beamforming ins Spiel – aber was genau ist das und kann es Ihr WLAN schneller machen? Finden wir es heraus.

Warum brauchen Sie Beamforming und was ist es?

Es ist wichtig zu verstehen, wie herkömmliche Wi-Fi-Router Daten übertragen, bevor Sie Beamforming und seine Vorteile diskutieren.

Sie sehen, ein herkömmlicher Router sendet Daten über Funkwellen. Diese Wellen werden vom Router über eine Reihe von Antennen generiert und an Ihr Gerät gesendet. Diese Antennen können im Inneren des Routers verborgen sein oder in verschiedenen Richtungen aus ihm hervortreten, wodurch der Router wie ein Transformator aussieht.

Meistens strahlen diese Antennen Wellen gleichmäßig in alle Richtungen aus und erzeugen Wellen, die dem Muster eines Steins ähneln, der auf die Wasseroberfläche trifft. Ihr Gadget kann sich dank der Wellen des Routers mit dem Internet verbinden. Allerdings nimmt die Stärke dieser Wellen mit zunehmender Entfernung ab. Die Internetgeschwindigkeit Ihres Geräts sinkt aufgrund dieser Abnahme der Wellenstärke, und Beamforming kann Ihnen helfen, dieses Problem zu beheben.

Sie sehen, omnidirektionale Wellen werden von Wi-Fi-Routern gesendet, die kein Beamforming bieten. Im Gegensatz dazu leitet Beamforming die Funkwellen zu Ihrem Gerät, anstatt sie zu zerstreuen. Diese konzentrierte Strategie ermöglicht es den Wellen, weiter zu gehen, da die Energie nicht in der Luft verteilt wird, was zu einer verbesserten Signalstärke und schnelleren Datenraten führt.

Aber wie werden diese Energiestrahlen von Ihrem Router fokussiert? Woher weiß es, wo sich Ihre Gadgets befinden?

Die Funktion des Beamforming

Wie bereits erwähnt, erzeugt Ihr Router Funkwellen mithilfe von Antennen. Diese Antennen können oft Energie in einer konsistenten Weise emittieren. Infolgedessen verwenden Router die Idee der Interferenz, um geführte Strahlen zu erzeugen.

Wenn zwei oder mehr Wellen aufeinanderprallen, ist Interferenz einfach die daraus resultierende Änderung der Wellenamplitude. Abhängig von der Phase der Wellen kann diese Schwankung der Wellenamplituden entweder positiv oder negativ sein. Wenn also zwei Wellen aufeinanderprallen, erzeugen sie zwei Bereiche: einen mit einem starken Signal und einen mit einem schwachen Signal.

Diese Änderung der Wellenintensitäten ermöglicht Beamforming.

Daher sendet ein Router zu verschiedenen Zeiten oder Phasen Funkwellen durch jede Antenne, wenn er einen Funkenergiestrahl an Ihr Gerät senden möchte. Die Wellen werden dank des Zeit- und Phasenunterschieds zu Ihrem Gerät geleitet, was das WLAN stärkt.

Das führt zur zweiten Frage: Woher kennt Ihr Router die Position Ihres Geräts? Wir müssen die verschiedenen Beamforming-Arten untersuchen, um sie zu verstehen.

Beamforming-Methoden

Wir können nun untersuchen, wie Ihr Wi-Fi-Router seine Position bestimmt, nachdem er gelernt hat, wie er Funkwellen sendet. Ihr Wi-Fi hat zwei Möglichkeiten, die aktuelle Aufgabe zu bewältigen.

1. Explizites Beamforming

Der Router verbindet sich mit Ihrem Gerät, um bei dieser Art von Beamforming seinen Standort im Raum zu bestimmen. Daher müssen sowohl der Router als auch Ihr Gerät explizites Beamforming unterstützen, damit es funktioniert. Andernfalls können Ihr Gerät und der Router keine Beamforming-Daten austauschen, wodurch es deaktiviert wird.

Explicit Beamforming funktioniert, indem es Ihrem Gerät eindeutige Beamforming-Datenpakete sendet. Diese Informationen werden vom Gadget verwendet, um die Steuerungsmatrix zu berechnen. Der Router verwendet diese Daten, um die Strahlwellen zu erzeugen, indem er die oben diskutierten Interferenzideen verwendet.

2. Implizites Beamforming

Implizites Beamforming funktioniert im Gegensatz zum expliziten Beamforming dennoch, auch wenn Ihr Gerät es nicht unterstützt. Der Router sendet Beamforming-Pakete an das Gerät, um diese Art von Beamforming zu ermöglichen, aber das Gerät sendet dem Router nicht die Steuerungsmatrix. Stattdessen verwendet der Router Bestätigungspakete, um Signalmuster zu analysieren, die vom Gerät empfangen werden.

Sie sehen, wann immer ein mit einem Wi-Fi-Netzwerk verbundenes Gerät ein Datenpaket empfängt, sendet es ein Bestätigungspaket, um anzuzeigen, dass es dies getan hat. Wenn die Daten nicht empfangen werden, fordert der Bestätigungsrahmen den Router auf, sie erneut zu liefern. Basierend auf diesen Anfragen kann der Router die Position des Geräts bestimmen und Beamforming verwenden, um die Funkwellen zu modifizieren und die Effizienz der Übertragung zu erhöhen.

Da genaue Gerätepositionen vom Gerät an den Router übermittelt werden, ist explizites Beamforming effizienter als implizites Beamforming.

MIMO-Beamforming und MU-MIMO

Beamforming verbessert die drahtlose Konnektivität, indem es das Funksignal verstärkt, das Ihr Gerät erreicht, wie bereits erwähnt. Dennoch ermöglicht es auch die MIMO-Technologie. MIMO, das für mehrere Eingänge und mehrere Ausgänge steht, ermöglicht es Ihrem Router, gleichzeitig mehrere Datenströme an Ihr Gerät zu liefern.

Datenpakete werden von herkömmlichen Routern auf omnidirektionalen Wellen übertragen, was es unmöglich macht, mehrere Wellen gleichzeitig an ein Gerät zu senden. Beim Beamforming ist das Gegenteil der Fall, da der Router unter Verwendung einer Reihe von Beamforming-Wellen mehrere Datenströme senden kann.

Welche Technologien können Sie mit Ihrem WLAN verwenden?

In technischer Hinsicht ist Wi-Fi unübertroffen. Es kann schwierig sein, die Fähigkeiten des Wi-Fi zu verstehen, das Sie erhalten, da jedes Jahr so ​​viele Protokolle und technische Fortschritte veröffentlicht werden.

Die Wi-Fi-Technologien, die von verschiedenen Wi-Fi-Protokollen unterstützt werden, sind unten mit einer kurzen Beschreibung aufgeführt:

• 802.11a/b/g : Diese Wi-Fi-Protokolle, 802.11a/b/g, bieten kein Beamforming. Sie müssen sich daher einen Router besorgen, der neuere Protokolle unterstützt, wenn Ihr aktueller Router diese Protokolle zerstört.
• 802.21n: MIMO und Beamforming wurden erstmals im 802.11n-Standard eingeführt. Da dieses Protokoll jedoch zwei Methoden zum Erzielen von explizitem Beamforming bot, entschied sich die Mehrheit der Wi-Fi-Router-Hersteller stattdessen für implizites Beamforming. Daher wird implizites Beamforming von den meisten 802.11n-Routern unterstützt. Beamforming und MIMO waren optionale Funktionen für das 802.11n-Protokoll, und da es schwierig wäre, sie rechnerisch zu implementieren, haben die meisten Hersteller sie nicht in ihre Router integriert.
• 802.11ac wave 1 : Dieses Protokoll spezifiziert nur eine Methode zur Durchführung von explizitem Beamforming und verbessert Beamforming noch weiter. Dies erspart Herstellern die Verwendung separater Implementierungstechniken, wodurch Beamforming und MIMO weit verbreitet sind.
• 802.11ac Wave 2: MU-MIMO wurde ursprünglich in den 802.11ac Wave 2-Spezifikationen eingeführt.
• 802.11ax: MU-MIMO wird noch besser durch das 802.11ax-Protokoll, manchmal auch als Wi-Fi 6 bezeichnet, das es sowohl für den Uplink als auch für den Downlink unterstützt.

Beschleunigt Beamforming Ihr WLAN?

Die Signalstärke wird durch Beamforming verstärkt, was auch MIMO und MU-MIMO ermöglicht. Diese Optionen machen Ihren Router schneller, indem sie die Datenübertragungsrate erhöhen. Die Auswirkungen der Technologie sind in der Mitte des Entfernungsspektrums am stärksten ausgeprägt, daher ist Beamforming kein Zauberstab, mit dem Wi-Fi extrem große Entfernungen überbrücken kann.