Der neue WLAN-Standard im Auto
Was WiFi 6 für den Einsatz im Fahrzeug bedeutet
Der Trend, immer und überall mit dem WLAN verbunden zu sein, macht auch vor der Automobilindustrie nicht halt. Doch gerade dort warten neben vielen Vorteilen auch eine ganze Reihe von Herausforderungen. Der Schlüssel zum Erfolg: die Komponenten und Systeme frühzeitig messen und testen.
Von: Peter Macejko, Wireless-Spezialist von Anritsu
Die neueste WLAN-Version ist WiFi 6, die sechste (kommerziell) erfolgreiche Version der IEEE 802. 11-Norm. Auch wenn der Standard in der Branche offiziell unter der Bezeichnung IEEE 802.11 bekannt ist, dürfte der Begriff WiFi 6 den Verbrauchern geläufiger sein.
Die Weiterentwicklung des WLAN-Standards war nötig, um die ständig steigenden Anforderungen der Kunden an drahtlose Konnektivität zu erfüllen. Maßgeblich für diese Entwicklung war die Nachfrage der Verbraucher nach höheren Datenübertragungsraten. WiFi 5, der bisherige Standard, kann zwar höhere Datenraten liefern, aber nur unter idealen "Labor"-Bedingungen. WiFi 6 löst dieses Problem mit zusätzlichen Funktionen, die die Technologie robuster machen und den angestrebten Datenraten im realen Einsatz näherkommen.
Unterschied zwischen OFDM und OFDMA
Eine der wichtigsten Neuerungen gegenüber den alten Normen ist die Verwendung der OFDMA-Technologie (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Ähnlich wie bei der LTE-Mobilfunk-Technologie erhalten die Nutzer zugewiesene Zeitschlitze auf bestimmten Frequenzen für ihre Funkübertragung. Dies bedeutet eine viel effizientere Verwaltung der Kommunikation zwischen einem Access Point (AP) und den Stationen (STAs) als bei der bisher verwendeten Technik OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
OFDMA nutzt auch eine andere Methode der Kanalzuweisung für die verfügbaren Frequenzen. Bei den alten Standards ist die Mindestkanalbreite gewöhnlich auf 20 MHz festgelegt. In einigen Fällen kann man zwei benachbarte Kanäle miteinander verbinden, indem man die Position der Trägerfrequenz in die Mitte der beiden Kanäle verschiebt. Dies ermöglicht die Bildung anderer Kanalbreiten wie 40 MHz, 80 MHz und 160 MHz, was höhere Durchsatzraten auf Kosten einer breiteren Frequenzbelegung ermöglicht.
In WiFi 6 bezeichnet man die kleinste verfügbare Einheit für die Datenübertragung als "Resource Unit" (RU). Die RU kann 26, 52, 106, 242, 484 oder 997 Töne (Unterträger) enthalten. Da der Unterträgerabstand in WiFi 6 78,125 kHz beträgt, belegt die minimale RU-Größe etwa 2 MHz des Frequenzbereichs, so dass sich die Frequenzressourcen besser als bei älteren Standards skalieren lassen.
Neben einer verbesserten Spektraleffizienz erhöht sich dank der Datenunterträgermodulation - 1024QAM - auch die maximale Anzahl der übertragenen Bits pro übertragenem Symbol. Diese Modulation ordnet einem übertragenen Symbol 10 Nachrichtenbits zu (2^10=1024). Somit kann WiFi 6 gegenüber den alten Standards höhere Datenraten erreichen. Auch die Symboldauer hat sich geändert und ist aufgrund engerer Unterträgerabstände um das Vierfache gestiegen. Einfach ausgedrückt: Je kleiner das Signal im Frequenzbereich ist, desto länger ist es im Zeitbereich und umgekehrt. Dies verbessert die Störfestigkeit, insbesondere im Außeneinsatz.
WLAN-Connectivity allerorten
In den letzten zehn Jahren beschränkten sich WLAN-Netze nicht nur auf traditionelle Innenräume wie Wohnungen, Büros, Flughäfen und Einkaufszentren, sondern auch auf Außenbereiche wie Parks und Strände. Auch im Verkehrssektor hat die WiFi-Abdeckung stark zugenommen: Züge, Flugzeuge, Boote und Busse sind inzwischen alle mit WLAN-Hotspots für Fahrgäste ausgestattet. Die Fahrgäste können weiterhin an ihren PCs arbeiten, soziale Netzwerke oder das Internet nutzen. Dieser Trend zeichnet sich auch in der Autoindustrie ab.
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- Im Fokus: Elektromagnetische Störfestigkeit
