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MegaMIMO 2.0: WLAN-Beschleunigung per AP-Synchronisation

Das MIT hat im Labor durch Synchronisieren von vier Access Points die durchschnittliche WLAN-Performance mehr als verdreifacht. Die MegaMIMO 2.0 getaufte Technik soll schon marktreif sein.

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MegaMIMO 2.0: WLAN-Beschleunigung per AP-Synchronisation

(Bild: MIT )

Der Trick, mit mehreren passend synchronisierten Sendern Versorgungslücken zu stopfen oder den Durchsatz zu verbessern, ist alt: Schon beim auslaufenden DVB-T wird mit "Gleichwellenfunk" gearbeitet. Das Computer Science and Artificial Intelligence Lab (CSAIL) am MIT arbeitet seit mehreren Jahren daran, diesen Kniff auch im WLAN gängig zu machen.

Nun hält man die MegaMIMO 2.0 getaufte Technik für marktreif. Die Forschungsergebnisse zu der bisher als DMIMO geläufigen Methode will das CSAIL-Team um Professor Dina Katabi auf der Fachkonferenz Sigcomm 2016 in der nächsten Woche vorstellen.

Die Herausforderung beim Versorgen eines Clients über mehrere räumlich weit getrennte Sender ist zum einen, Kenntnis über den Zustand des aktuellen Funkwegs (hier: Kanal) zu bekommen, und zum zweiten, die Sender mit diesem Wissen dann so zu synchronisieren, dass sich ihre Signale am Standort des Empfängers optimal ergänzen.

Beim WLAN stellen die hohe Kanalvariabilität und der enge Zeittakt des Systems eine enorme Herausforderung dar. Das Dilemma dabei: Je häufiger die Clients ihre Kanalanalyse an die WLAN-Basen zurückmelden, desto weniger Sendezeit bleibt für Nutzdaten übrig.

Katabi und Kollegen mussten also eine Methode entwickeln, wie die WLAN-Basen die Kanalzustände mit weniger Steuerverkehr gut genug abschätzen können. Das hat anscheinend geklappt: In einem Versuch mit einem MegaMIMO-2.0-System bestehend aus vier 2-Stream WLAN-Basen und vier Clients konnten sie eine Verbesserung um 260 Prozent (Faktor 3,6) gegenüber herkömmlichem MIMO-WLAN erzielen.

Dabei sendeten die APs gleichzeitig Daten an alle Clients. Erfreulicherweise blieb der Gewinn auch bei schwachen Funkverbindungen mit niedrigem Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) erhalten. MegaMIMO funktioniert also auch über größere Distanzen.

Bevor nun aber alle jubeln: Die Durchsatzvervielfachung mit MegaMIMO gibt es natürlich nicht für lau, also lediglich mit einem Firmware-Update. Voraussetzung ist, dass man mehrere Access Points in seinem Gebäude betreibt.

Für typische Heimnetze bedeutet das Investition in mehrere zusätzliche WLAN-Basen, die zudem per Kabel an den Router angeschlossen werden müssen. In Firmen-WLANs fällt der eventuelle Umstieg auf MegaMIMO leichter, weil dort eine LAN-Infrastruktur in der Regel schon vorhanden ist. Hier genügt der Austausch der APs.

Das MIT hält seine Methode zur Sendersynchronisierung auch im Mobilfunk für machbar. Dort funktioniert eine ähnliche Technik schon, wie die deutsche Telekom und Samsung bereits im Oktober 2015 demonstriert haben.

Das Standardisierungsgremium 3GPP hat sie unter dem Namen CoMP (Coordinated Multipoint Transmission) in verschiedenen Varianten schon in Release 11 seiner Spezifikation festgehalten. Der Mobilfunkausstatter Ericsson zeigte seine Implementierung namens Elastic RAN auf dem MWC 2016. (ea)