Effizienter Spektrumnutzung in der Funkkommunikation

Der Übergang zu Breitbandnetzen hat den Produkten und Dienstleistungen in der Informationstechnologie neue Wege eröffnet. Allerdings sind damit aber auch neue Anforderungen nach einer optimalen Ausnutzung des Spektrums entstanden.

Sowohl der kommerzielle Markt als auch der Endanwendermarkt bewegen sich stetig auf die Implementierung von Breitbandlösungen zur Bewältigung der heutigen datenintensiven Kommunikationsaufgaben zu. Die Breitbandtechnologie basiert auf dem „Always-On“-Prinzip, d.h. es besteht ständig eine Verbindung zum Internet. Terrestrische kabellose Systeme in Mobilfunktechnologie bilden eine nahezu perfekte Plattform für die Konvergenz von Rundfunk, Telekommunikation und Datenübertragung.

Bei terrestrischen Funksystemen werden Antennen eingesetzt, die an erhöhten Standorten angeordnet sind und per Funk für die Signalübertragung zwischen den Basisstationen und den in ihrem Bereich befindlichen Mobilfunkteilnehmern sorgen. Die Zuverlässigkeit und die hohe Geschwindigkeit, aber auch die Skalierbarkeit des Systems, die auf sehr wirtschaftliche Weise an spezielle Anforderungen angepasst werden kann, sind nur einige der Vorteile dieser neuen Lösung. Ein zentrales Problem bei der terrestrischen Kommunikation ist jedoch die Verfügbarkeit von Spektrum.

Das elektromagnetische Spektrum ist eine natürliche Ressource, und die Zuteilung von Frequenzen wird von den dafür zuständigen Behörden der einzelnen Länder streng geregelt. Weil zur terrestrischen Funkkommunikation nur ein bestimmter Frequenzbereich genutzt werden kann, kommt eine möglichst effizienten Ausnutzung des Spektrums daher besondere Bedeutung zu. Wie Forschungsprojekte ergeben haben, würde sich das 3GHz breite Frequenzband von 40,5 bis 43,5GHz besonders gut für solche Zugangssysteme eignen. Mit Untersuchungen im IST-Projekt EMBRACE (Efficient Millimetre Broadband Radio Access for Convergence and Evolution) sollten die hinsichtlich der Frequenzausnutzung optimalen Datenübertragungstechniken gefunden werden.

Die EMBRACE-Studien konzentrierten sich auf die Multiplexverfahren, die dafür sorgen, dass sich Signale, die über ein gemeinsames Medium übertragen werden, nicht gegenseitig stören. Ein Zweiweg-Kommunikationssystem, das Informationen in jeder Richtung über einen separaten Kanal überträgt, bezeichnet man als Duplexsystem. Bei Funksystemen wird dies bewerkstelligt, indem die Kanäle entweder im Frequenzbereich (Frequency Division Duplex, FDD) oder im Zeitbereich (Time Domain Duplex, TDD) voneinander getrennt werden. In bestimmten Fällen hat sich das TDD-Verfahren als besser geeignet erwiesen, das zudem eine drastische Verringerung der Kosten für die benötigten Ausrüstungen und Dienste erlaubt.

Ziel von EMBRACE war die Entwicklung eines kostengünstigen Systems, das die Anforderungen des heutigen aus Privat- und Geschäftskunden bestehenden Marktes gestattet. Im diesem Projekt wurde ein System zur Schaffung einer geeigneten Architektur und einer effizienten Frequenznutzung spezifiziert und so den Anforderungen eines neuen Marktes gerecht wird, der gegenwärtig durch Zusammenführung oder Überlappung von Segmenten der heutigen Märkte entsteht.

Kontakt:

Telenor Communcations II
Snarøyveien 30
1331, Fornebu, Norway
Ole Grondalen
Senior Research Scientist
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