Mehrfachantennen, mehrfache Gewinne
Massive Antennensysteme können die Spektraleffizienz wesentlich steigern. Über die Kombination von Datenströmen, die über verschiedene Wege und zu unterschiedlichen Zeiten eingehen, optimiert die intelligente Antennentechnik die Datengeschwindigkeit und ermöglicht Gewinne bei der Verbindungsfähigkeit und der Spektraleffizienz. Die Im Zuge des Projekts AMIMOS (Agile MIMO systems for communications, biomedicine, and defence) durchgeführte Forschung ermöglichte signifikante Fortschritte hinsichtlich der neusten Erkenntnisse bei der Anwendung der MIMO-Technik im Bereich von Drahtloskommunikation, Radarsystemen und biomedizinischer Bildgebung sowie therapeutischem Ultraschall. Wissenschaftler entwickelten neue Konzepte für Basisstationen, um deren Downlink-Übertragungen erfolgreich zu koordinieren und um gemeinsam die beim Uplink empfangenen Signale zu verarbeiten. Hierdurch wurden die Abdeckung und die Datengeschwindigkeiten für mobile User ohne die Erfordernis einer zusätzlichen Energieanwendung verbessert. Neue Kodierungssysteme, die in der Lage sind, den Zugang zu Funkrelais´ und MIMO-Techniken zu vereinfachen, ermöglichten drahtlosen Mobilfunksystemen und Datennetzen eine höhere Zuverlässigkeit und Sicherheit zu erreichen. In Zusammenarbeit mit US-basierten Wissenschaftlern entwickelten die AMIMOS-Mitglieder Methoden zur Gestaltung von Wellenformen, um Funksignale zu erzeugen, welche die Auflösung und Genauigkeit von MIMO-Radarsystemen verbessern können. Diese Techniken können ebenfalls in Unterwasser-Kommunikationssystemen angewandt werden. Es wurde ein Prototyp entwickelt, um die Verwendung der MIMO-Technik in diesen beiden Bereichen zu prüfen. Die Anwendung einer akustischen MIMO-Signalverarbeitungstechnik im der Biomedizin führte zu einem neuen Ultraschall basierten, adaptiven Ansatz für die Berechnung der Blutgeschwindigkeit. Die Resultate haben das Potenzial, die medizinische Diagnostizierung von Herzklappenproblemen anhand schneller und nicht intrusiver Untersuchungen zu verbessern. Ferner entwickelten die Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit einem US-amerikanischen Team eine fortschrittliche Methode, welche die Bildqualität bei der Magnetresonanzbildgebung verbessert. Die Aktivitäten zur Verbreitung der Projektergebnisse umfassten 326 Publikationen in Fachzeitschriften sowie auf Präsentationen und auf Konferenzen. Zwei Bücher mit den Titeln „Waveform Design for Active Sensing Systems – A Computational Approach“ (z. Dt.: Wellenform-Design für aktive Sensoriksysteme – ein Berechnungsansatz) und „Optimal Resource Allocation in Coordinated Multi-Cell Systems“ (z. Dt.: Optimale Ressourcenzuweisung in koordinierten Multizellensystemen), welche von AMIMOS-Mitgliedern mitverfasst wurden, tragen dazu bei, die Projektergebnisse weiter zu vermitteln.
Schlüsselbegriffe
MIMO, Spektraleffizienz, Drahtloskommunikation, Radarsysteme, biomedizinische Bildgebung
