Neue Dimension im Mobilfunk: 360 MBit/s übertragen

Mit einer Kombination zweier Funktechniken haben Siemens-Forscher eine neue Dimension bei der Datenübertragung im Mobilfunk erreicht: Sie übertrugen bis zu 360 Megabit pro Sekunde (MBit/s), das ist rund hundertmal schneller als der leistungsfähigste DSL-Anschluss. Zudem vergrößerten sie die Reichweite der Funkzelle deutlich. Die Forscher verwendeten dazu die OFDM-Technik und das Multi-Hop-Verfahren, das mit speziellen drahtlosen Basisstationen arbeitet. Die Versuche sind ein Schritt in Richtung hohe Datenraten, die nach Expertenansicht in etwa zehn Jahren zum Standard gehören werden.

Die Forscher übertrugen mit diesen Techniken Videos, Audio-Dateien und eine Konferenz mit Microsoft Netmeeting, die besonders hohe Anforderungen an die Übertragungsqualität stellt. Als Grundfrequenz wählten sie fünf Gigahertz. Das ist ein Bereich, in dem zukünftige kommerzielle Übertragungskanäle liegen dürften. Die Bandbreite von 100 Megahertz (MHz) teilten sie in 256 eng benachbarte Trägerfrequenzen auf, die sich gegenseitig nicht stören. Dieses Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) schützt die Signale weitestgehend vor Störungen wie Echos, die durch Reflexionen an Gebäuden entstehen. Das seit langem bekannte Verfahren ist neu für den Mobilfunk, wird aber heute bei Wireless LAN oder dem digitalen Fernsehen (DVB) und Rundfunk (DAB) angewandt.

Neu ist auch die Kombination mit dem Infrastruktur-Konzept des Multi-Hop, das eine Weiterleitung von Signalen ermöglicht, wenn eine direkte Übertragung zwischen Basisstation und Handy unmöglich ist. Da die Wellenausbreitung bei fünf Gigahertz von Gebäuden oder beweglichen Hindernissen stärker gestört wird als etwa bei den Übertragungsfrequenzen von GSM oder UMTS, muss die Funkabdeckung vergrößert werden. Dazu dienen die Multi-Hop-Stationen, die als Mischung aus Basisstation, Verstärker und Router konzipiert sind und bei Bedarf Signale von Zelle zu Zelle weiterreichen.

Bei einem Feldversuch in der Münchner Innenstadt arbeiteten die Forscher mit einer Basisstation mit vier Meter hohen Antenne, dessen Signal über eine Multi-Hop-Station in eine belebte Einkaufsstraße weitergeleitet wurde. Die Bandbreite betrug hier 20 MHz. Dadurch erreichten sie eine maximale Übertragungsrate von 72 MBit/s. Trotz der geringen Sendeleistung von 200 Milliwatt konnten selbst zu einem 500 Meter entfernten Endgerät noch drei MBit/s übertragen werden. Derzeit arbeitet das Forscherteam an Verfahren mit mehreren Antennen im Empfänger und Sender, um die Datenrate weiter zu steigern. Außerdem wollen sie die noch beschränkte Mobilität des Endgeräts erhöhen.

Das bei den Versuchen verwendete Mobilteil hat wenig Ähnlichkeit mit einem heutigen Handy. Das Gerät wiegt mehrere dutzend Kilogramm und steckt in einer großen Box. Das Experimentalsystem wurde im Rahmen des Projekts Coverage gebaut und wird nun im Projekt 3GET eingesetzt, das etwa zur Hälfte vom Bundesforschungsministerium gefördert wird. An dem bis 2007 laufenden Projekt sind neben Siemens weitere führende Mobilfunkausrüster wie Nokia oder Ericsson beteiligt.