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Langzeit-Evolution im Auto

LTE als Basis für innovative Datendienste im Automobil

29. September 2011, 10:23 Uhr | Von Dr. Oliver Klemp, Dr. Peter Fertl und Thomas Krauß

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Bis zu 100 Mbit/s durch LTE

Analog zum Moore’schen Gesetz, welches die Zunahme der Komplexität integrierter Schaltkreise widerspiegelt, wird der Anstieg der Datenrate in der drahtlosen Kommunikation über das Edholm’sche Gesetz abgebildet. Beispielsweise werden auf Basis heutiger Indoor-Übertragungsverfahren mit durchschnittlichen Nettodatenraten im Bereich von 10 bis 50 Mbit/s Steigerungen auf bis zu 500 Mbit/s in einem Zeitrahmen von fünf Jahren prognostiziert (Bild 1). Getrieben durch das berühmte Zitat aus dem Bereich der Forschung und Entwicklung drahtloser Funksysteme „It is dangerous to put limits on wireless“ (Guglielmo Marconi, 1932), strebt heute ein gesamter Technologiezweig nach der Erforschung neuer Verfahren zur nachhaltigen Verbesserung drahtloser Übertragungssysteme. Die Entwicklung der Kommunikationsindustrie wird maßgeblich durch die individuellen wie auch gesellschaftlichen Bedürfnisse einer globalen Nutzerbasis bestimmt, deren Forderungen nach Mobilität, gesteigerten Datenraten und verbesserten Quality-of-Service-Eigenschaften einem stetigen Wachstum unterliegen. Zur Steigerung der spektralen Effizienz und verbesserten Skalierbarkeit der drahtlosen Funk-Ressourcen werden sowohl im Bereich nomadischer Funksysteme wie IEEE 802.11n als auch im Bereich zellularer Mobilfunksysteme wie LTE Mehrantennenkonzepte eingesetzt. Hierbei gehört LTE zur Familie der Mobilfunkstandards der vierten Generation (4G) und markiert den nächsten Technologieknoten nach den Mobilfunksystemen GSM (2G) und UMTS/HSPA (3G).

Im automobilen Kontext besteht die Herausforderung der Telekommunikationsindustrie darin, die Vorteile der schnelleren Übertragungsverfahren mit ausreichender Bandbreite und spektraler Effizienz auch für mobile Anwendungen während der Fahrt erlebbar zu machen. Hierbei gilt es, die Netzwerkabdeckung möglichst effizient auf das Straßennetz abzubilden. Die in der On-Board-Elek-tronik eingesetzten Transceiver-Systeme müssen so ausgelegt sein, dass sie auch im Fahrbetrieb die auftretenden Pegelschwankungen des Empfangssignals sowie die Doppler-Verschiebungen kompensieren können. Über eine ausreichende Empfangsempfindlichkeit muss sichergestellt sein, dass die Fahrzeuge stets über gute Empfangsbedingungen verfügen, um von den Vorteilen von LTE zu profitieren. Hierzu zählen höherwertige Modulationsverfahren wie 64 QAM (Quadratur-Amplituden-Modulation) und der Einsatz von Mehrantennensystemen, die auch als MIMO-Systeme (Multiple-Input Multiple-Output) bezeichnet werden.