Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
Bluetooth [1] arbeitet im unlizensierten Frequenzband bei 2,4 GHz und verwendet ein Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) mit 79 Kanälen mit der Bandbreite 1 MHz. Die maximale Datenrate bei heutigen Bluetooth-Systemen beträgt 3 Mbit/s (Bild 2). Da das verwendete Frequenzband auch von anderen Systemen stark genutzt wird, muss hier mit Störungen gerechnet werden. Bluetooth hat als eine Abhilfemaßnahme das „Adaptive Frequency-Hopping“ fest im Standard vorgesehen. Bei diesem Verfahren können einige der 79 Kanäle aus der Sprungsequenz ausgenommen werden, falls diese zu stark gestört sind.
ZigBee [2, 3] eignet sich besonders zum Aufbau eines funkbasierten Sensornetzwerks zur drahtlosen Überwachung und Steuerung. Auch ZigBee arbeitet im ISM-Band bei 2,4 GHz, wobei die maximale Datenrate mit ca. 250 Kbit/s aber deutlich geringer ist als die von Bluetooth. Vorteile gegenüber Bluetooth ergeben sich insbesondere durch den geringen Strombedarf und die geringen Kosten der Systeme. Dadurch lassen sich autarke Netzwerkknoten realisieren, deren Stromversorgungen über Jahre nicht ausgetauscht werden müssen. Die maximale Datenrate ist für viele Anwendungen mehr als ausreichend.
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UWB-Systeme [4, 5, 6], die eine extrem große Bandbreite ermöglichen, können im Fahrzeug vor allem für Infotainment-Anwendungen wie Musikübertragung mit sehr hoher Qualität und für Video-Streaming genutzt werden. Die Anbindung von tragbaren, multimedia-fähigen Endgeräten wie iPods und tragbaren MP3-Playern soll damit problemlos möglich werden. Als Zugriffsverfahren kommt bei UWB die Multiband-OFDM-Technik (MB-OFDM) zum Einsatz. Wesentliche Vorteile von MB-OFDM sind die große Flexibilität hinsichtlich der genutzten Frequenzen und die Unempfindlichkeit gegenüber Interferenzen. Dieses ist sehr wichtig, da sich in dem unlizenzierten UWBBand gegebenenfalls andere schmalbandige, drahtlose Systeme befinden können, denen ausgewichen werden muss. Das gesamte zur Verfügung stehende Frequenzband wird in Kanäle mit einer Bandbreite von 528 MHz unterteilt, wobei einzelne Kanäle oder Bandgruppen von den regionalen Regulierungsbehörden gesperrt werden können. Jeder Kanal setzt sich aus 128 OFDM-Trägern zusammen. Durch die Unterdrückung einzelner Träger können Interferenzen mit schmalbandigen Systemen sehr einfach vermieden werden. Die dynamische Frequenzauswahl ermöglicht auch die einfache Anpassung des HF-Teils an unterschiedliche Vorschriften in einzelnen Ländern hinsichtlich des nutzbaren Frequenzspektrums. Mit einer Datenrate von 106,7 Mbit/s beträgt die Reichweite etwa 10 m, bei 480 Mbit/s reduziert sie sich auf 2 bis 3 m [5]. Als Bluetooth 3.0 soll die UWB-Technik in die Spezifiktion der nächsten Generation der Bluetooth-Technik einfließen.
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- Die Zukunft: Netze mit hohen Datenraten
