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Gesellschaft für Wissens- Technologietransfer der TU Dresden
Andre Klopsch
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Wissenschaft und Technik

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Kabelsalat adé
Reinhard Seurig

© UJ/Eckold: In Zukunft lieber kabellos?!
© UJ/Eckold: In Zukunft lieber kabellos?!
Seit Beginn des Jahres läuft unter dem Dach der Gesellschaft für Wissens- und Technologietransfer der TU Dresden das Forschungsprojekt PULSERS (Pervasive Ultra-wideband Low Spectral Energy Radio Systems).

Beantragt sind bis 2009 50 Millionen Euro für die Forschung in drei Phasen, von denen die erste bereits genehmigt wurde. Die Europäische Kommission beteiligt sich mit 60 Prozent, der Rest wird von beteiligten Unternehmen aufgebracht. Über 30 Partner aus 12 Ländern wollen sich engagieren, darunter mehrere europäische Universitäten.

Bei dem Projekt handelt es sich um eine eigentlich alte und dennoch neuartige Technologie zur drahtlosen Übertragung großer Datenmengen. Während bisherige Verfahren auf relativ schmalem Frequenzspektrum versuchen, möglichst viele Daten zu verpacken, beruht das neue Verfahren quasi auf dem Gegenteil. Über ein sehr breites Spektrum von bis zu mehreren GHz werden äußerst simple binäre Signale verteilt. Mittels codierter zeitlicher Abläufe können Übertragungsraten von mehreren hundert Megabit je Sekunde erreicht werden. Damit würden herkömmliche Technologien um ein vielfaches übertroffen.

Die Vorteile liegen einerseits in extrem niedrigem Energieverbrauch, andererseits ist das System sehr robust und resistent gegen Störungen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet sieht Sven Zeisberg, Technischer Leiter des Projektes, bei der kabellosen Vernetzung von Büroeinrichtungen oder Heimelektronik. „Mit zunehmender Entfernung sinkt die Datenrate bei gleicher Sendeleistung. Gleichzeitig arbeitet das System aber völlig asynchron, das heisst, es könnten Handy oder Fernbedienung parallel arbeiten, ohne das beeinträchtigende Störungen entstehen. Selbst mehrere solcher Systeme gleichzeitig beeinflussen sich nicht wesentlich. Ich meine, dass das Verfahren besonders in Räumen oder Gebäuden bei Entfernungen unter zehn Metern für hohe Datenraten Anwendung finden wird." Ein weiterer Effekt besteht darin, dass der Sender leicht und äußerst präzise zu orten ist, etwa 10-mal genauer als es zum Beispiel mit GPS möglich ist. Durch den ohnehin schon sehr geringen Leistungsverbrauch und die Möglichkeit energieeffizienter Singalweiterleitung im Netzwerk würden sich als weitere Anwendungen beispielsweise drahtlose Sensornetzwerke zur Waldbrandüberwachung oder zur Deichkontrolle anbieten. Zu zahlreichen weiteren Technologien könnte das Verfahren eine preiswerte und sinnvolle Ergänzung liefern.

Das Verfahren wurde schon vor über 100 Jahren angewandt, als es dem Italiener Marconi gelang, das Morsezeichen für ein „V" drahtlos über den Atlantik zu senden. Dann wurde das Verfahren jedoch durch andere zunächst verdrängt. In den 1950er-Jahren begann dann das US Militär wieder damit, an dieser Technik zu forschen. Seit den 1990er-Jahren arbeitet man in den USA an einem „Impulsradio". Seit drei Jahren gibt es nun auch in Europa verstärkt Forschungsinitiativen, an denen unter Anderem die TU Dresden mit der Professur Theoretische Nachrichtentechnik unter Leitung von Prof. Adolf Finger beteiligt ist.

Mit dem Projekt PULSERS werden nun diese Programme und Initiativen gebündelt und weitergeführt. Es ist in drei Phasen untergliedert, die jeweils zwei Jahre dauern. In der ersten Phase werden Komponenten entwickelt und Systemszenarien definiert. Erste Regeln und Funkstandards werden erarbeitet und eine erste Demonstrationsanlage zum Test soll in Betrieb gehen. In Phase zwei werden weitere Komponenten entwickelt, die ersten Ergebnisse ausgewertet und praktische Erfahrungen verarbeitet. Zum Abschluss wird ein erweiterter Demonstrator seinen Betrieb aufnehmen. In der letzten Phase werden spezielle Funktionen integriert und konkrete Anwendungen demonstriert.