MIMO-Technik vervierfacht verfügbare Bandbreite

Leistungsschub für drahtlose Netzwerke

Forscher der ETH Zürich haben mittels Mehrfachantennen-Technik die Übertragungsraten von konventionellen drahtlosen Netzwerken von bisher 54 auf 216 Mbps erhöht.

Dank MIMO-Technik (Multiple Input Multiple Output) ist es möglich, mehrere Sender und Empfänger im gleichen Frequenzband gleichzeitig miteinander kommunizieren zu lassen. Sende- und Empfangsgerät verfügen über mehrere Antennen.

Prototyp einer MIMO-Station mit vier Antennen, Größe 25 x 12 cm. Foto: Gruppe Prof. Bölcskei / ETH Zürich
Prototyp einer MIMO-Station mit vier Antennen, Größe 25 x 12 cm. Foto: Gruppe Prof. Bölcskei / ETH Zürich
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„Es ist, als ob mehrere Menschen gleichzeitig mit mehreren anderen Menschen sprechen würden“, erläutert Helmut Bölcskei, Professor an der ETH Zürich. „Auf den ersten Blick scheint es zwar, dass jeder Zuhörer nur ein unverständliches Stimmengewirr wahrnimmt. Wenn die Zuhörer aber das Stimmengewirr geschickt kombinieren, können sie die ursprünglichen Botschaften herausfiltern.“

Die Zürcher Forscher konnten sowohl theoretisch als auch anhand Ihrer Testanlage erstmals zeigen, dass das Prinzip der Mehrfachantennen-Systeme für den Einsatz in komplexen drahtlosen Netzwerken praxistauglich ist. Dabei gelang es ihnen, ein kompaktes Mehrnutzersystem mit gegenwärtig drei Stationen im Labormaßstab zu bauen. Jede Station sendet oder empfängt darin über vier Antennen. Damit konnte für jeden der drei Nutzer eine Ausnützung des Frequenzbereichs erreicht werden, die im Vergleich zu heutigen WLAN-Netzwerken bis zu vier Mal höher liegt.

Dank eines tieferen Verständnisses der theoretischen Grundlagen von Mehrfachantennen-Systemen konnten die Forscher zudem leistungsfähige Decodier-Algorithmen entwickeln, welche wesentlich weniger Chipfläche beanspruchen. Die an der ETH Zürich entwickelten Empfänger sind heute so effizient, dass die neue MIMO-Technik ohne weiteres in handelsübliche Laptops und WLAN-Stationen eingebaut werden könnte.

Bei Mobiltelefonen dürfte es noch etwas länger dauern, bis die MIMO-Technik zum Einsatz kommt. Denn die bisher verfügbaren Antennen müssen für eine zuverlässige Datenübertragung einen gewissen Abstand haben. Man ist daher noch auf die Entwicklung verbesserter Antennen angewiesen. (dsc)

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