Holographic analysis of Wi-Fi data generates 3D images of the vicinity

Scientists at the Technical University of Munich (TUM) have developed a holographic imaging process that depicts the radiation of a Wi-Fi transmitter to generate three-dimensional images of the surrounding environment. Industrial facility operators could use this to track objects as they move through the production hall.

Just like peering through a window, holograms project a seemingly three-dimensional image. While optical holograms require elaborate laser technology, generating holograms with the microwave radiation of a Wi-Fi transmitter requires merely one fixed and one movable antenna, as Dr. Friedenmann Reinhard and Philipp Holl report in the current issue of the renowned scientific journal Physical Review Letters.

“Using this technology, we can generate a three-dimensional image of the space around the Wi-Fi transmitter, as if our eyes could see microwave radiation,” says Friedemann Reinhard, director of the Emmy Noether Research Group for Quantum Sensors at the Walter Schottky Institute of the TU Munich. The researchers envision fields of deployment especially in the domain of industry 4.0 – automated industrial facilities, in which localizing parts and devices is often difficult.

Wi-Fi penetrates walls
Processes that allow the localization of microwave radiation, even through walls, or in which changes in a signal pattern signify the presence of a person already exist. The novelty is that an entire space can be imaged via holographic processing of Wi-Fi or cell phone signals.

“Of course, this raises privacy questions. After all, to a certain degree even encrypted signals transmit an image of their surroundings to the outside world,” says the project leader, Friedemann Reinhard. “However, it is rather unlikely that this process will be used for the view into foreign bedrooms in the near future. For that, you would need to go around the building with a large antenna, which would hardly go unnoticed. There are simpler ways available.”

Centimeter-scale precision
Hitherto, generating images from microwave radiation required special-purpose transmitters with large bandwidths. Using holographic data processing, the very small bandwidths of typical household Wi-Fi transmitters operating in the 2.4 and 5 gigahertz bands were sufficient for the researchers. Even Bluetooth and cell phone signals can be used. The wavelengths of these devices correspond to a spatial resolution of a few centimeters.

“Instead of a using a movable antenna, which measures the image point by point, one can use a larger number of antennas to obtain a video-like image frequency,” says Philipp Holl, who executed the experiments. “Future Wi-Fi frequencies, like the proposed 60 gigahertz IEEE 802.11 standard will allow resolutions down to the millimeter range.”

Looking to the future
Well-known optical methods for image processing can also be deployed in Wi-Fi holography: One example is the dark-field methodology used in microscopy, which improves the recognition of weakly diffracting structures. A further process is white-light holography in which the researchers use the remaining small bandwidth of the Wi-Fi transmitter to eliminated noise from scattered radiation.

The concept of treating microwave holograms like optical images allows the microwave image to be combined with camera images. The additional information extracted from the microwave images can be embedded into the camera image of a smart phone, for example to trace a radio tag attached to a lost item.

But the scientists are just at the beginning of the technological development. For example, research on the transparency of specific materials is lacking. This knowledge would facilitate the development of paint or wall paper translucent to microwaves for privacy protection, while transparent materials could be deployed in factory halls to allow parts to be tracked.

The researchers hope that further advancement of the technology may aid in the recovery of victims buried under an avalanche or a collapsed building. While conventional methods only allow point localization of victims, holographic signal processing could provide a spatial representation of destroyed structures, allowing first responders to navigate around heavy objects and use cavities in the rubble to systematically elucidate the easiest approach to quickly reach victims.

The research was funded by the Emmy Noether Program of the German Research Foundation (DFB) and the TUM Junior Fellow Fund.

El DIR-890L es un router neutro Wireless 802.11ac con triple banda simultánea (2×5 GHz, 1x 2.4 GHz) para batir récords en conectividad Wi-Fi, hasta 10 veces más rápido que el estándar actual

D-Link anuncia la comercialización de su buque insignia en routers para el mercado de consumo, con tecnología Wireless 802.11ac, tri-banda y una velocidad combinada de hasta 3,2 Gpbs. El nuevo modelo AC3200 Ultra Wi-Fi Router (DIR-890L) ofrece la velocidad, cobertura, conectividad y potencia de procesamiento necesarios para las aplicaciones y dispositivos más exigentes con el ancho de banda tanto en conexiones Wi-Fi como cableadas.
 D-Link DIR-890L Ultra WiFi Router AC3200

Con un diseño innovador y un excepcional acabado en rojo tiene una base ancha con puntos angulares y seis espectaculares antenas de alta ganancia en configuración MIMO 3T3R que facilitan una excelente conexión desde cualquier parte del hogar. Cuenta además con cuatro puertos Ethernet WAN/LAN Gigabit para conexiones cableadas de alta velocidad y un puerto USB 3.0 que permitirá acceder en streaming a contenido de discos duros o llaves USB a través de la app gratuita mydlink Shareport o mediante DLNA.

Este router neutro cuenta con dos bandas de 5GHz (hasta 1300 Mbps cada una) y una de 2,4GHz (600 Mbps) que permiten ofrecer la máxima velocidad posible a cada dispositivo conectado a la red inalámbrica gracias a la tecnología SmartConnect, que distribuye el tráfico entre estas tres bandas desde una sola SSID, aunque también es posible configurar el router para generar tres SSID, una para cada banda. Además, gracias a su procesador de doble núcleo de 1GHz ofrece un rendimiento excepcional, sin olvidar que incorpora NAT por hardware para maximizar el rendimiento de las conexiones LAN-WAN y WAN-LAN tanto en la red local como en la conexión a Internet.

Por su parte, la tecnología Advanced AC SmartBeam™ dirige la señal inalámbrica en la dirección donde se encuentran los dispositivos cliente para optimizar tanto el rendimiento como la cobertura, mientras que la tecnología Band Steering fuerza a los dispositivos que soportan la banda de 5 GHz a conectarse a ella. Airtime Fairness optimiza la red inalámbrica cuando se conectan múltiples dispositivos cliente con diferentes estándares, impidiendo, por ejemplo, que el rendimiento de la red inalámbrica a 1300 Mbps baje drásticamente cuando se conectan dispositivos cliente de 150 Mbps.

El servidor DLNA convierte a este router en un excelente servidor multimedia, perfecto para lanzar en streaming archivos o películas en Full HD almacenados en un disco duro o llave conectados al puerto USB 3.0 del DIR-890L, o bien desde cualquier ordenador o NAS de la red local. La función Advanced Quality of Service (QoS) permite establecer las prioridades en la gestión del tráfico de la red para los dispositivos o determinadas aplicaciones, por lo que los gamers pueden priorizar la consola de videojuegos o, si se juega desde un PC, es posible priorizar los juegos para el modo multijugador online.

El DIR-890L es compatible con la plataforma mydlink, por lo que el usuario puede gestionar en remoto el router desde PC/Mac entrando con cualquier navegador en el portal mydlink o bien desde iPhone/iPad/Android/Windows Phone con la aplicación gratuita mydlink lite. Entre múltiples opciones de gestión remota, destaca la posibilidad de ver los dispositivos conectados, consultar el historial de páginas vistas de cada uno o bloquear dispositivos, por lo que supone un eficaz control parental. Además, se puede reiniciar el router si hay algún problema o programar el envío de una notificación por email cada vez que se conecta un dispositivo o si se detectan intentos de intrusión. Otra app gratuita compatible con el DIR-890L es mydlink SharePort. Esta aplicación convierte cualquier dispositivo de almacenamiento USB conectado al puerto USB del DIR-890L en una nube de almacenamiento privada accesible desde cualquier lugar con Smartphones o Tablets iOS/Android. A través de una interfaz táctil intuitiva que categoriza los ficheros, es posible acceder a documentos, descargarlos, compartirlos en redes sociales, reproducir archivos multimedia en streaming y, aún más importante, subir al dispositivo de almacenamiento conectado al puerto USB del router cualquier tipo de archivo para liberar espacio en nuestro móvil. Y todo ello tanto en conexión local por WiFi, como en remoto siempre que nuestro Smartphone o Tablet tenga conexión a Internet.