60 GHz Breitbandfunk live im Nahbereich Options

von tonja vom 16.06.2021 - 124 Hits -

Auf der IEEE ICC 2009 demonstrieren die Wissenschaftler des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts Berlin erstmals öffentlich eine breitbandige drahtlose Verbindung bei 60 GHz zur Übertragung von HD-Videodaten. Unter Verwendung der sogenannten Mehrantennentechnik (MIMO - Multiple Input Multiple Output) sowie von speziellen Raum-Zeit-Codierverfahren (STC - Space Time Coding) wird dabei eine sichere Funkübertragung auch bei Abschattung der direkten Sichtverbindung (NLOS - Non-Line-of- Sight) ermöglicht. Durch die konsequente praktische Umsetzung theoretischer Konzepte der Nachrichtentechnik ist es gelungen, die Nutzung des 60-GHz-Bands für die drahtlose Breitband-Übertragung flexibler und robuster zu machen. So müssen die Antennen nicht mehr wie bisher ausgerichtet sein und Abschattungen durch Bewegung der Funkstationen als auch durch sich bewegende Personen sind kein Problem. Darüber hinaus konnten die 60-GHz-Funkmodule durch eine Kooperation mit der Chalmers University of Technology in Göteborg deutlich verkleinert werden.

Die 60-GHz-Funktechnik gilt als aussichtsreicher Kandidat für extrem breitbandige Funkanwendungen im Nahbereich (WPAN - Wireless Personal Area Networks) und ruft daher seit einigen Jahren eine hohe Aufmerksamkeit hervor. Es wird erwartet, dass in naher Zukunft weltweit mehrere GHz Bandbreite bei 60 GHz für die unlizensierte Über - tragung breitbandiger Datenströme zur Verfügung stehen. Die prinzipiell hohen Übertragungskapazitäten im Bereich von mehreren GBit/s über eine Distanz von bis zu 10 m ermöglichen Anwendungen wie die unkomprimierte Übertragung von Live-/Video-Strömen unter sehr kurzer Latenz und eröffnen neue Einsatzmöglichkeiten - vom Heimbereich, über den Fahrzeug- und Flugzeugbereich bis hin zu Anwendungen in der Medizintechnik und Fernsehstudios.

Bislang scheiterte eine praktische Nutzung vor allem an den starken Ausbreitungsverlusten und an dem Einfluss der Echos im Funkkanal. Bisherige Lösungsansätze basieren dabei auf einer gerichteten Funk - übertragung unter der Voraussetzung einer direkten Sicht verbindung bzw. eines einzelnen dominanten reflektierten Ausbreitungspfads. In mehrjähriger Arbeit der Forscher des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts konnten jetzt die Vorteile der MIMO Technologie für die 60 GHz Funkübertragung nutzbar gemacht werden.

Durch die Verwendung mehrerer Antennen auf Sende- und Empfangs - seite können die Funkdaten bei gleich gebliebener Ausnutzung des Frequenz bandes mehrfach ausgesendet und empfangen werden. Ein ähnlicher Effekt wird durch die zeitverzögerten Echos im Funkkanal hervorge rufen. Durch korrekte Überlagerung dieser Kopien des ursprünglichen Datensignals - Diversität - wird die Robustheit der Datenübertragung erhöht und eine Übertragung auch bei ungünstigen Ausbreitungs bedingungen sichergestellt. Die Ausnutzung dieser Diversität setzt besondere Codierungs- und Decodierungsverfahren voraus, die am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut entwickelt wurden. Im Gegensatz zu den bisherigen Anwendungen der MIMO-Technik stand dabei nicht eine Erhöhung der Datenrate sondern eine Verbesserung der Übertragungsqualität im Vordergrund. Mit diesen Entwicklungen kann die 60-GHz-Technologie als drahtlose Breitbandübertragung bis (derzeit) 445 Mbit/s im Nahbereich etabliert werden.

Die neue 60-GHz-MIMO-Technologie wurde von den Wissenschaftlern aus Berlin und Göteborg jetzt in einem Funk-Experimentalsystem erfolgreich implementiert. Auf der IEEE ICC in Dresden wird zum ersten Mal öffentlich die sichere Funkübertragung eines breitbandigen Datenstroms demonstriert. Als Anwendung ist dabei die Übertragung eines Video- Stroms von einer HD-Videokamera zu einem Bildschirm zu sehen. Durch Verändern der Position des Senders können dabei verschiedene Ausbreitungsbedingungen erprobt werden.

Weitere Informationen finden Sie unter http://www.hhi.fraunhofer.de/icc
Erste öffentliche Demonstration 60 GHz STC-MIMO IEEE ICC 15. bis 18. Juni 2009 Dresden Stand 30.

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