Technik

Forschung: Vollduplex-Technologie für Mobilfunk vorgestellt

Vorhandene Netz-Infrastruktur nutzbar, aber Standardisierung notwendig
Von Mirko Schubert
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Bald könnten Anwender einen noch schnelleren Zugang zum mobilen Internet mit dem Handy oder Tablet erreichen. Wissenschaftler von der Rice University aus Houston haben eine Technologie entwickelt, mit der es möglich ist, erstmals mit dem mobilen Geräten gleichzeitig zu empfangen und zu senden.

Bislang erfordert die Mobilfunktechnik zwei verschiedene Frequenzen für das Senden und Empfangen von Daten. Eine gleichzeitige Kommunikation in beide Richtungen ist bisher nur mit Festnetz-Anschlüssen möglich. Mit der vorgestellten "Full-Duplex"-Technik könnte sich dies jedoch bald ändern. Dabei müssen Mobilfunkanbieter noch nicht einmal neue Sendemasten aufstellen.

Gleichzeitiges Senden und Empfangen

Studentin Melissa Duarte mit einem Vollduplex-TestgerätDoktorandin Melissa Duarte mit einem Vollduplex-Testgerät "Wir senden zwei Signale in einer Weise, dass sie sich an der Empfangsantenne aufheben - den Ohren des Geräts", verrät Ashutosh Sabharwal, Professor an der Rice University. "Die Aufhebungswirkung ist nur lokal, so dass der andere Knoten noch immer hören kann, was wir senden." Die Idee mit der Auslöschung sei zwar relativ simpel, ließe sich aber kaum günstig und ohne neue Hardware umsetzen.

Vollduplex galt in der Mobilfunkbranche bislang als unmöglich. Mit einer zweiten Antenne im Handy konnten die Forscher jedoch diese Hürde nehmen. Zwar hatten Forscher der Stanford University bereits im Februar 2011 mit einer anderen Methode das gleichzeitige Senden und Empfangen mit nur einem Kanal gezeigt. Die Forschungen der Rice University ermöglichen jedoch asynchrones Vollduplex und erreichen damit eine zehnmal höhere Signalqualität als jemals zuvor.

Zudem soll es laut den Wissenschaftlern möglich sein, dass Handy-Hersteller Vollduplex mit vorhandener Hardware anbieten. Es müssten keine neuen Komponenten entwickelt werden, da die erforderliche Technik bereit in vielen Handys verbaut wird. Dadurch können die Hersteller die neue Technik auch auf engstem Raum nachrüsten. Mehr-Antennen-Technik (MIMO - Multiple Input, Multiple Output) wird zum Beispiel auch bei HSPA+ und LTE eingesetzt.

Neue Standards müssen entwickelt werden

Die Verdoppelung des Datendurchsatzes durch das gleichzeitige Senden und Empfangen gebe den Netzbetreibern die Möglichkeit, in einigen Jahren ihre Netze für 4,5G oder 5G aufzurüsten. "Die große Herausforderung wird es jedoch sein, neue Standards für Vollduplex zu entwickeln", erklärt Sabharwal.

Die Universität planen, ihre Technologie sowie die eigens dafür entwickelte Open-Source-Software für die Forschungsplattform WARP (Wireless Open Access Research Plattform) zu veröffentlichen, damit andere Forscher ebenfalls an der Vollduplex-Technik arbeiten können. Auch viele Mobilfunkunternehmen hätten nach der Demonstration bereits Interesse an der Technologie gezeigt.

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