Mobilfunk Daten-Infarkt im UMTS - gibt es eine Lösung?

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fettweis, Inhaber des Vodafone-Stiftungslehrstuhls Mobile Nachrichtensysteme an der Technischen Universität (TU) Dresden: »Der Mobilfunk muss die gleichen Geschwindigkeits- und Komfort-Merkmale  bieten wie die High-speed-Draht-DSL-Verbindung.«

Smartphone-Daten verstopfen die Übertragungskanäle: Abbrechende Verbindungen, nur noch tröpfelnde Daten – das ist ein Infarkt-Szenario für unsere Mobilfunknetze.

Immer mehr Multimedia-Handy-Computer, genannt Smartphones, beanspruchen immer mehr Bandbreite, die unsere Mobilfunk-Netze langfristig und großflächig nicht mehr bieten können. Doch ab 2017 soll dies anders werden.

Zum Jahresende 2010 dürften die ersten Netzbetreiber voraussichtlich neben den derzeit üblichen Mobilfunkstandards GSM und UMTS schon den nächsten Standard für die mobile Kommunikation auf die Schiene setzen: LTE (Long Term Evolution).

Unternehmen und Forschungsinstitute haben aber schon die übernächste Generation in Angriff genommen und die LTE-Advanced-Initiative gestartet. Sie arbeitet derzeit an Konzepten für die mobile Kommunikation ab dem Jahre 2017.

Das Forschungsprojekt EASY-C, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), präsentierte jetzt als Richtungweiser für LTE Advanced in Dresden Forschungsergebnisse, die die mobile Kommunikation langfristig prägen werden.

»Dank EASY-C gilt Deutschland derzeit weltweit als Technologietreiber im Bereich Mobilfunk«, unterstreicht Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fettweis, Inhaber des Vodafone-Stiftungslehrstuhls Mobile Nachrichtensysteme an der Technischen Universität (TU) Dresden. »Es ist aber auch unbestreitbar wichtig, dass hier bei uns in dieser Richtung etwas geschieht, und viele Länder beneiden uns um die zukunftweisenden Aktivitäten.«

In dem Projekt - die Abkürzung steht für »Enablers for Ambient Services and sYstems - Part C: Wide Area Coverage« - arbeiten Forscher, darunter Prof. Fettweis, seit drei Jahren an Technologien für die zukünftige Mobilfunkgeneration LTE Advanced. Zwei großflächige Versuchsinstallationen in Dresden und Berlin ermöglichen es ihnen derzeit, Innovationen unter realistischen Bedingungen zu erproben.

Hauptaugenmerke der Forschungsarbeiten in EASY-C liegen auf Coordinated-Multi-Point (CoMP), auf Co-Scheduling und auf Multi-User-MIMO. Durch die Anwendung von CoMP kann z.B. die Interferenz zwischen benachbarten Zellen vermindert oder sogar positiv ausgenutzt werden. Mehrere Basisstationen können gemeinsam die Daten von mehreren Endgeräten innerhalb ihrer Zellen verarbeiten. Eine zeitlich äußerst präzise Synchronisation der Basisstationen ist hierfür Voraussetzung.

»Die Coordinated Multi-Point (CoMP) Systeme versprechen weit höhere Datenraten in Mobilfunknetzen und - viel wichtiger - eine höhere Verfügbarkeit mobiler Breitbandkommunikation unabhängig vom Standort des Nutzers. Ein wichtiges weiteres Forschungsziel ist die Verringerung der Kosten dieser neuen Ansätze«, erklärt Prof. Dr. Holger Boche, wissenschaftlicher Direktor des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts in Berlin.

Als ergänzender Schritt können zusätzliche Relaisknoten eingeführt werden, die die Sendeleistung in den Zellen gleichmäßiger verteilen. Relais ermöglichen eine bessere Netzabdeckung, speziell dort, wo diese benötigt wird, z.B. innerhalb von Gebäuden oder in ländlichen Gebieten.

Schließlich werden auch innovative Antennenkonzepte und selbstorganisierende Netzwerke entwickelt, um die Kosten pro Bit der neuen Generation von Mobilfunknetzen zu reduzieren.

Letztlich sollen die LTE-Advanced-Zellen eine Peak-Datenrate von 1 Gbit/s schaffen, als Netto dürften für die einzelnen Nutzer dann wohl 50 Mbit/s übrig bleiben – immer noch genug, um auch Multimedia-Inhalte übertragen zu können.