Entwicklung neuer Technologien zur Verbesserung drahtloser Systeme
Forschern ist es gelungen, unter Führung eines Teams des Unternehmens Rinicom aus dem Vereinigten Königreich (spezialisiert auf drahtlose Technologien) moderne Verfahren zur Signalverarbeitung und Codierung zu verbessern, um die Leistungsfähigkeit von drahtlosen Systemen zu steigern, wie es anhand des WiMAX-Standards (Worldwide Interoperability for Microwave Access) beispielhaft gezeigt werden konnte. WiMAX ist der weltweite Standard für drahtlose Breitband-Zugangssysteme mit zellularer Struktur, die aus Basisstationen und festen oder mobilen Benutzerterminals bestehen. Eines der wichtigsten Ziele des Projekts WI-CODING ("Next Generation Wireless Broadband Access Systems and Advanced Coding Techniques") war die Entwicklung neuer Codierungstechniken. Das Forscherteam verwendete eine vollständig neue Codierungsmethode mit der Bezeichnung "Polar Coding" an, eine Klasse von Codes mit Codierungs- und Decodierungsalgorithmen geringer Komplexität, um dies zu erreichen. Es erfolgte eine Untersuchung, wie das Prinzip "Polar Coding" von der Theorie in die Praxis umgesetzt werden kann. Anfängliche Arbeiten auf diesem Gebiet umfassten eine kritische Bewertung von polaren Codes als mögliche Konkurrenten zu bestehenden Codierungsschemata, die innerhalb von WiMAX Anwendung finden. Ermutigt durch positive Ergebnisse werden die Forscher weiterhin an der Entwicklung der Codierung, der Modulation und an Raumzeit-Codierungsschemata basierend auf dem Prinzip des "Polar Coding" arbeiten. Ein weiteres Projektziel war die Schaffung von Vorverzerrungsalgorithmen zur Korrektur der Nichtlinearitäten des Verstärkers. Durch orthogonale Frequenzmultiplex-Netzwerke (OFDM) können mehrere Benutzer zur Kommunikation gleichzeitig ein gemeinsames elektromagnetisches Spektrum verwenden. Dies ist bei modernen drahtlosen Systemen zur Luftschnittstelle der Wahl geworden, leider tritt hier das Problem des "Verhältnisses von Spitzenleistung zu Durchschnittsleistung" (Peak-to-Average Ratio – PAPR) auf, welches die Implementierung von OFDM-Systemen verteuert. Bei OFDM-Systemen ist das Verhältnis von Spitzenleistung zu Durchschnittsleistung von übertragenen Signalen recht hoch. Hierdurch wird die Effizienz des Hochleistungsverstärkers des OFDM-Transmitters verringert. Das Forscherteam des WI-CODING-Projekts konnte einen neuen hybriden Vorverzerrungsalgorithmus für OFDM-Systeme entwickeln und einen Prototyp des Vorverzerrers herstellen, welcher das nichtlineare Verhalten des Leistungsverstärkers kompensiert, sobald dieser durch ein starkes Eingangssignal gesättigt ist. Um eine gute Balance zwischen den akademischen und praxisbezogenen Aspekten des Projekts zu erzielen, erfolgte die Entwicklung und Erprobung der innovativen Ideen im Kontext neuer Standards für die drahtlose Kommunikation der nächsten Generation wie WiMAX.