Trends & News | News

Gestensteuerung anhand des Doppler-Effekts

Eine Forschungsgruppe an der University of Washington nutzt den Doppler-Effekt und die MIMO-Technik, um mittels WLAN-Signalen Gesten zu erkennen. Der Doppler-Effekt bezeichnet die Frequenzverschiebung einer Welle, deren Sender sich im Verhältnis zum Empfänger bewegt. Beispielsweise erhöht sich der Ton einer Sirene bei deren Annäherung und sinkt, wenn sie sich entfernt.

Solche Frequenzverschiebungen entstehen auch, wenn WLAN-Clients zur Basisstation funken und dabei durch eine Körperbewegung beeinflusst werden. Gesten lassen sich unterscheiden, weil jedes bewegte Objekt, das unterwegs mit dem Signal zusammentrifft, dessen Frequenz abhängig von seinem Bewegungswinkel und seiner Geschwindigkeit zusätzlich verschiebt. Die Verschiebungen sind spezifisch für die jeweilige Körperbewegung und ergeben daher beim Empfänger unterschiedliche Muster. So unterscheidet die WiSee genannte Technik bisher neun Gesten.

Weil menschliche Bewegungen langsam sind, verschiebt sich die Frequenz nur wenig. Üblich sind Geschwindigkeiten zwischen 0,25 und 4 Metern pro Sekunde. Dabei verschiebt sich ein 5-GHz-WLAN-Signal um lediglich 8 bis maximal 134 Hz. WLAN-Ausgangsignale erreichen aber mindestens 20 MHz und übertreffen so die Verschiebung um mehrere Größenordnungen. Um die demgegenüber kleinen Unterschiede dennoch aufzuspüren, reduzieren die Forscher Qifan Pu, Sidhant Gupta, Shyamnath Gollakota und Shwetak Patel die Kanalbreite des Signals mittels einer inversen Fast-Fourier-Transformation. Die Genauigkeit, die sie so erreichen genügt auch, um Gesten in benachbarten Räumen zu erkennen.

Die MIMO-Technik setzen sie ein, um die Auswertung auf einen Nutzer einzurasten; dafür ermittelt der Empfänger laufend die MIMO-Richtung mit der höchsten Doppler-Energie. So kann er bisher bis zu fünf Nutzer unterscheiden. In Tests hat WiSee von insgesamt 900 Gesten 94 Prozent korrekt zugeordnet. WiSee hört auf Befehle erst nach einer zuvor vereinbarten, repetitiven Sequenz. Das soll eine ungewollte Gestensteuerung verhindern.

Das Verfahren haben die Forscher auf mehreren Einheiten der Software-Radio-Plattform USRP-N210 auf Grundlage der GNURAdio-Software entwickelt. Es lässt sich in gängige Router implementieren, um beispielsweise Haushaltsgeräte wie HiFi-Anlagen, Heizungen oder Kaffeemaschinen zu steuern.

WiSee ist für das OFDM-Übertragungsverfahren ausgelegt. Prinzipiell könnte man es also auch auf anderen Funktechniken einsetzen, die OFDM nutzen, etwa WiMax oder LTE. Die Genauigkeit lässt aber mit abnehmender Frequenz nach und beide, WiMax und LTE, funken derzeit in deutlich niedrigeren Bändern als 5 GHz.

Die Forscher wollen ihr Verfahren erstmals anlässlich der 19th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking öffentlich vorstellen. Bisherige Gestenerkennungsmethoden gründen auf der Auswertung von Sensorsignalen am Körper oder auch auf Kamerabildern wie bei der Kinect der Spielekonsole Xbox. (dz)

IPv6-Testsuite

Fernando Gont hat auf der Grundlage des „THC IPv6 Attack Toolkit“ von Marc Heuse eine eigene Suite für IPv6-Tests auf Linux mit diversen neuen Werkzeugen entwickelt. Neu in Gonts „SI6 Networks IPv6 Toolkit“ ist beispielsweise das Kommandozeilentool address6, das IPv6-Adressen etwa in Log-Dateien kategorisiert oder scan6, mittels dem sich IPv6-Hosts anhand des Interface Identifiers über Netzwerkgrenzen hinweg wiedererkennen lassen. Die aktuelle Version 1.3.4 ist für FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, Linux und Mac OS X ausgelegt und als Quelltext im Github-Repository zu finden. (rek)

LTE-Mobilfunk-Router

ZTE kündigt den Mobilfunk-Router MF90 an, der bis zu 10 WLAN-Clients ins Internet bringt. Mobilfunkseitig ist der MF90 für LTE, HSPA+, UMTS und EDGE ausgelegt. Er funkt wie die meisten aktuellen LTE-Geräte wahlweise im 800-, 900-, 1800-, 2100- oder 2600-MHz-Band und bezieht Strom aus einem 2300-mAh-Akku. Damit soll er die Verbindung unter optimalen Bedingungen rund vier Stunden halten.

Der Router verteilt WLAN-Zugangsdaten auf Knopfdruck (WPS) und spannt Funknetze im 2,4- und 5-GHz-Band mit maximal 300 MBit/s brutto auf. Ob er Clients in beiden Bändern parallel versorgt, ließ der Hersteller zunächst offen. Ebenfalls unklar sind Preis und Erscheinungstermin. (rek)

Artikel kostenlos herunterladen

weiterführende Links

Anzeige