Mobile Times - Zielvorgabe: 1 Gbit/s via Mobilfunk

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Gigabit Testgelände (Grafik: Universität Stuttgart)

Testgelände für die vierte Mobilfunkgeneration bei den «Deutsche Telekom Laboratories» am Ernst-Reuter-Platz in Berlin.
(Grafik: Universität Stuttgart)

(Stuttgart, Baden-Württemberg & Berlin - 2009-01-28) Derzeit erhoffen die meisten Forscher, dass der Durchbruch zu wirklich hohen Datenübertragungsraten im Mobilfunk der vierten Generation über so genannte MIMO-Verfahren (Multiple Input Multiple Output) führt, bei denen sowohl auf der Sender- als auch auf der Empfängerseite mehrere benachbarte Antennen eingesetzt und kombiniert werden.
Theoretische und simulationsgestützte Untersuchungen führt das Institut für Nachrichtenübertragung (INÜ) der Universität Stuttgart durch. Allerdings sind die Wissenschaftler noch ein gutes Stück davon entfernt einfach «Doppelte Antennenzahl ist gleich doppelte Bitrate» sagen zu können, denn die zusätzlichen Signale werden zur selben Zeit und im selben Frequenzbereich übertragen. Dabei entstehen auch räumliche Überlappungen, die wiederum die Kanalkapazität reduzieren. Nun besteht eine der Forschungsaufgaben darin, die Bitströme so zu codieren, dass sich diese nicht gegenseitig beeinflussen können (Räumlicher Multiplex).
Um die Sendeleistung effektiver zu nutzen, arbeiten die Wissenschaftler zudem daran, das Strahlungsfeld gezielt zu formen. Bei diesem als «beamforming» bezeichneten Verfahren werden die Signale der einzelnen Antennenelemente über einstellbare digitale Phasenschieber und Verstärkungsfaktoren so kombiniert, dass eine bestimmte Richtwirkung entsteht. Das Ergebnis sind adaptive intelligente Antennen, die ihre Strahlung nicht wie bisher etwa kreisförmig abgeben, sondern als keulenförmige Felder, die gezielt auf die mobilen Empfänger gerichtet sind. Dadurch kann die Sendeleistung reduziert werden, die in der Öffentlichkeit viel diskutierte Strahlenbelastung sinkt.
Bei der Kanalcodierung, an der man in Stuttgart arbeitet, werden den Informationsbits Schutzbits hinzugefügt, die gewährleisten sollen, dass Bit-Fehler beim Durchlaufen des MIMO-Kanals reduziert beziehungsweise korrigiert werden. Das Erkennen der richtigen Signale aus einer Vielzahl von ankommenden Signalen geschieht mit Hilfe von stochastischen Verfahren.
Am Verbundforschungsprojekts EASY-C (Enablers for Ambient Services and Systems - Wide Area Coverage), das mit MIMO-Technologie in wenigen Jahren Bitraten von bis zu einem Gigabit pro Sekunde und Funkzelle ermöglichen soll, arbeiten mit Unterstützung des deutschen Bundesministeriums für Bildung und Forschung die Universitäten Paderborn und Stuttgart, die TU Dresden, die Mobilfunkbetreiber T-Mobile und Vodafone sowie weitere Industrie- und Forschungspartner zusammen. Einer davon ist Alcatel-Lucent, die in Stuttgart die Bell Labs Germany betreibt und mit der die Universität Stuttgart seit vielen Jahren erfolgreich zusammen arbeitet.

Links:
http://www.uni-stuttgart.de/