Mobilfunk für Schnelle: Labor für 5G-Mobilfunk an TU Wien

Die TU Wien eröffnet ein Christian Doppler Labor für drahtlose Kommunikation der fünften Generation - unterstützt wird das Labor vom BMWFW, A1, Kathrein-Werke und Nokia. [...]

Stefan Schwarz im Labor (c) TU Wien
Stefan Schwarz im Labor

Wer oft im Auto oder im Zug telefoniert, hat sich darüber sicher schon geärgert: Gespräche reißen ab, die Verbindung ist schlecht – auf Gesprächspartner, die sich schnell bewegen, sind unsere Mobilfunknetze heute nicht ausgelegt. An der TU Wien will man dieses Problem nun lösen. Mit Unterstützung des Bundesministeriums für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW) und den Firmenpartnern A1 Telekom Austria AG, Kathrein-Werke KG und Nokia Solutions and Networks wird an der TU Wien nun das Christian Doppler Labor „Zuverlässige drahtlose Konnektivität für eine Gesellschaft in Bewegung“ eingerichtet. Das Ziel ist, technische Lösungen und Standards für den Mobilfunk der fünften Generation zu entwickeln. Offiziell eröffnet wurde das Labor am 27. April.

„Moderne und leistungsfähigere Telekommunikation ist ein wesentlicher Bestandteil für die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen und auch Privatpersonen profitieren von stabilen Verbindungen. Zukünftig werden nicht nur Menschen Mobilfunkdienste in Anspruch nehmen, auch Verkehrsmittel wie Autos, Busse und Züge werden große Datenmengen austauschen. Mobilfunknetze werden eine Vielzahl von menschlichen und maschinellen Benutzern mit sehr hoher Mobilität effizient und zuverlässig bedienen können“, so  Wissenschafts-, Forschungs- und Wirtschaftsminister Reinhold Mitterlehner. „Dies eröffnet neue Chancen nicht nur für Autozulieferer und –entwickler und den öffentlichen Verkehr, sondern in der Folge auch für Verkehrstelematik, Logistik und Tourismus. Von Forschung für bessere Mobilfunknetze profitieren alle beteiligten Partner, der Standort Österreich und alle Privatnutzerinnen und Privatnutzer.“   

WECHSEL ZWISCHEN MOBILFUNK-ZELLEN

Wenn man sich beim Telefonieren schnell bewegt, verliert man rasch den Kontakt zur Mobilfunkantenne, Gespräche müssen immer wieder von einer Zelle des Handynetzes zur nächsten weitergegeben werden. Dieses Umschalten kostet Zeit, genau dabei kommt es oft zu Problemen. „Die Mobilfunknetze der fünften Generation, die es etwa ab 2020 geben wird, sollen mit solchen Schwierigkeiten viel besser zurechtkommen als unsere heutigen Netze“, sagt Stefan Schwarz vom Institut für Telekommunikation, der Leiter des neuen CD-Labors.

Um das zu erreichen, soll eine neue Netz-Architektur ganz automatisch einen Weg finden, die Gesprächsteilnehmer optimal zu koordinieren. Manchmal ist es vielleicht besser, nicht über die nächstgelegene Basisstation zu kommunizieren, sondern über eine andere, die gerade weniger belastet ist. Vielleicht ist es sinnvoll, mit mehreren Basisstationen gleichzeitig Daten auszutauschen, um das Risiko eines Gesprächsabbruchs zu minimieren. „Wir entwickeln am Computer Modelle von Funknetzen und optimieren dann die Algorithmen, mit denen die Netze arbeiten“, erklärt Stefan Schwarz.

Um die Informationsübertragung bei hohen Geschwindigkeiten experimentell untersuchen zu können, wurde an der TU Wien ein großer Rotor installiert, der an einem langen Arm eine Antenne im Kreis bewegt. So lässt sich testen, welchen Einfluss rasche Bewegung auf die Signalübertragung hat – bei einer simulierten Geschwindigkeit von bis zu 450 km/h.

Wichtig für die nächste Mobilfunk-Generation ist auch die Optimierung der Sendesignale. „Die Sender der Basisstationen bestehen aus mehreren Antennen. Dadurch ist es möglich, dem Signal eine ganz bestimmte Form zu geben, sodass es den Gesprächsteilnehmer an seinem Standort besonders gut erreicht“, erklärt Stefan Schwarz. Nicht nur auf abstraktem Niveau, sondern auch ganz nah an der physikalischen Ebene wird man im neuen Labor untersuchen, wie sich Signalverarbeitungsalgorithmen am besten umsetzen lassen.

In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben, Wissenschaftler kooperieren dazu mit Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel. Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das österreichische Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW). (pi)

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