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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Intelligente Antennen ordnen Chaos im Mobilfunk |
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| | | Ein Wiener Nachrichtentechniker bringt - gefördert vom Wissenschaftsfonds (FWF) - mit "intelligenten" Antennen Ordnung ins Chaos des Mobilfunk-Verkehrs. In Zukunft sollen auf den gleichen Frequenzen doppelt so viele Handybenutzer ohne Störungen bedient werden können als bisher. |
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Richtungsgenaues Senden und Empfangen |
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Ähnlich wie der Mensch leiden auch Mobilfunkstationen unter Reizüberflutung. Zu viele Funkwellen können die Kapazitäten der Stationen überfordern und eine gestörte - geräuschvolle - Kommunikation verursachen.
Der Wiener Nachrichtentechniker Ernst Bonek vom Institut für Nachrichten- und Hochfrequenztechnik der TU Wien schafft nun für Ordnung im Signal-Chaos: Gemeinsam mit seinen Mitarbeitern entwickelte er eine Technik, die das Senden und Empfangen der Antennen genau in die Richtungen der Teilnehmer erlaubt.
Damit sollen künftig nicht nur doppelt so viele Handybenutzer auf der gleichen Anzahl verfügbarer Frequenzen bedient, sondern vor allem für störungsfreie Übertragung gesorgt werden können.
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Wellen-Interferenz |
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"Das System der intelligenten Antennen lässt sich eigentlich anhand des Phänomens der Interferenz zweier Wellen erläutern", erklärt der Nachrichtentechniker, unter anderem Vizepräsident des Forschungszentrums Telekommunikation Wien.
"Die Antennen müssen zuerst feststellen, woher das Signal kommt, wo also der Handybenutzer lokalisiert ist. Dafür machen wir uns die Tatsache zu nutze, dass zwei Wellen einander auf der einen Seite verstärken, auf der anderen Seite aufheben können - je nachdem ob Wellentäler und -berge synchron oder gegenläufig sind."
Dazu hat das Forschungsteam ein spezielles Computerprogramm entwickelt, das die Richtung des Benützers nach diesem Muster errechnet.
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System funktioniert wie menschliches Gehör |
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"Das System funktioniert im Endeffekt wie das menschliche Hören", erklärt der Wissenschaftler weiter. "Aus den verschiedenen Geräuschen und Tönen können die Ohren - in unserem Fall die Antennen - bestimmte Schallwellen selektieren und zudem die Schallquelle ausmachen.
Je nach Priorität wird dann ein Geräusch vom Gehirn - in unserem Fall vom Computerprogramm - besser wahrgenommen und das Signal verstärkt, während die restliche Geräuschkulisse abgeschwächt beziehungsweise ausgeblendet wird."
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Richtfunk reduziert Störungsquellen |
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Durch diesen Richtfunk wird noch eine weitere Störungsquelle, nämlich die der Mehrwegausbreitung, reduziert. Funkwellen breiten sich vor allem in der Stadt nicht nur geradlinig aus, sondern werden beispielsweise an Gebäuden mehrfach reflektiert.
Das kann vor allem beim Telefonieren in überlasteten Netzen zu unangenehmen Geräuschen und Halleffekten führen. "Haben sich die Antennen beziehungsweise das Computerprogramm erst einmal auf den Benutzer "eingehört", werden die reflektierten Signale einfach ausgefiltert", so Bonek. "Und das alles passiert in weniger als einer Millisekunde."
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Flächendeckender Einsatz frühestens mit UMTS |
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Ein wesentlicher Aspekt des Projekts beschäftigt sich mit der Untersuchung der Robustheit der verwendeten Algorithmen des Computerprogramms und deren Feinjustierung in einer "realen" Umgebung.
Der flächendeckende Einsatz der intelligenten Antennen wird erst mit dem Aufbau des UMTS-Netzes (Universal Mobile Telecommunication System) erfolgen. Denn ein Umbau zum gegenwärtigen Zeitpunkt wäre ökonomisch wenig sinnvoll, wenn man in den nächsten Jahren die Handy-Masten sowieso erneuern muss.
Eva-Maria Gruber, Universum Magazin
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01.01.2010 |
