Vom WLAN ins Mobilfunknetz

Die Bandbreite ist eine zentrale Herausforderung. Das liegt vor allem daran, dass immer mehr Endgeräte und Bereiche an der Kommunikation teilnehmen – vom Handy bis zum Auto, vom Smart Home bis zur Industrie 4.0. »Dabei geht es jedoch nicht allein um die Geschwindigkeit der Datenübertragung. Eine weitere Herausforderung, die im Rahmen des Projekts angegangen wird, ist der nahtlose Übergang zwischen den verschiedenen Zugangstechnologien. Schon heute wechseln mobile Nutzer je nach Verfügbarkeit zwischen Mobilfunknetz und WLAN, und bei Laptops kommt zusätzlich die Möglichkeit hinzu, sich über Kabelverbindungen ins Internet einzuwählen. Es gibt allerdings derzeit keinen fliessenden Übergang zwischen den Zugangsarten, sodass es bei einem Wechsel zu Unterbrechungen kommt«, erklärt Dr. Colja Schubert, Gruppenleiter Optische Untersee- und Kernnetze im Fraunhofer HHI. »Im Rahmen von TERRANOVA soll das Erleben und Erfahren für den Nutzer so gestaltet werden, dass er Übergänge zwischen den Zugangstechnologien gar nicht bemerkt.«

Auf dem Weg zur übernächsten Mobilfunkgeneration gilt es zahlreiche Herausforderungen zu meistern, sowohl was die einzelnen Komponenten als auch was das Zusammenspiel aller Netzelemente angeht. Dabei kommen den beiden Fraunhofer-Instituten zentrale Aufgabenbereiche zu: So fokussiert sich das Fraunhofer IAF vor allem auf die Funkstrecke und die Integration von Funkmodulen auf Chipebene. Eine der Herausforderungen dabei ist es, eine Basisbandschnittstelle zur Glasfaser zu integrieren und die Umsetzung der Signale auf dem Chip zu berücksichtigen. Das Fraunhofer HHI hingegen erforscht die Signalprozessierung, also die Aufbereitung der Signale, sodass diese möglichst störungsfrei von der Antenne abgestrahlt werden können. Diese Signalverarbeitung muss bei sehr hohen Geschwindigkeiten geschehen, wofür spezielle Algorithmen entwickelt werden müssen, die die Signalverarbeitung möglichst effizient und damit energiesparend umsetzen.

In enger Zusammenarbeit entwickeln und testen die Forscher des Fraunhofer IAF und des Fraunhofer HHI die Hardware-Implementationen der zukunftsfähigen Netzstruktur. Dabei ergänzen sich die unterschiedlichen Schwerpunkte der beiden Institute. Während das Fraunhofer HHI seine Kompetenz im Bereich Netzkonzepte und fundierte Erfahrung aus zahlreichen 5G-Projekten sowie der Glasfaseroptik miteinbringt, steuert das Fraunhofer IAF seine Erfahrung aus der Hochfrequenzrichtfunktechnik und Millimeterwellentechnik im analogen Bereich bei. Gerade weil diese Bereiche oft getrennt voneinander bearbeitet werden, liegt in der Kooperation der beiden Institute grosses Potenzial für den langfristigen Ausbau des Hochgeschwindigkeits-Internet. Vom 14. bis 17. November informieren die Wissenschaftler auf der Messe Productronica in München über ihre Forschungsarbeiten zum Projekt TERRANOVA (Halle B2.317).

Quelle: Frunhofer HHI