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Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 67

High Speed WLANs nach IEEE 802.11n – so funktioniert MIMO-OFDM

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Kleine Zellen

Das kann man sofort einfach bewerten. Alle heutigen seriösen Planungen für flächendeckende Campus-WLANs gehen von kleinen WLAN-Zellen aus, weil die Zelle ein Shared Medium ist und niemand etwas davon hat, wenn im Rahmen einer großen Reichweite möglichst viele Stationen in Wettbewerb um das gemeinsam wechselseitig ausgeschlossen nutzbare Medium streiten. Eine größere Reichweite ist allenfalls in Sonderfällen und im Heimbereich nutzbar, allerdings auch nur für diejenigen, die ein hinreichend ausgedehntes Heim haben.

Aber damit nicht genug, man möchte ja eine Steigerung der nominalen Zellen-Datenrate erreichen. Und da beginnt das Problem.

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Das MIMO-Verfahren im Umfeld der WLANs ermöglicht dank mehrerer Antennen einen parallelen mehrfachen Datenstrom zwischen WLAN-Access Point und Client. Ohne weitere Verfahren im Rahmen der Codierung/Modulation klappt das aber nicht so einfach, wie wir gleich sehen werden.

Welche Möglichkeiten stehen uns zur Verfügung, um innerhalb eines einzigen Kanals unterschiedliche Informationen zu übertragen? Generell ist dazu ein Multiplexverfahren nötig, und es gibt Raum-, Zeit-, Code- und Frequenzmultiplex sowie Mischungen davon.

Verwendet man aber ein Multiplexverfahren, kann man damit die Gesamtbandbreite nicht steigern, sondern man organisiert sie nur. So organisieren die OFDM-Unterkanäle die Bandbreite bei IEEE 802.11a/h und z.B. das Codemultiplexverfahren CDMA die Bandbreite bei GSM-Handys.

Alle diese Multiplexverfahren haben jedoch gemein, dass man zwischen einem Sender und einem individuellen Empfänger lediglich einen einzigen Weg benötigt, der durch je eine Antenne bei Sender und Empfänger gebildet wird.

Die MIMO-WLANs setzen darauf, dass sie es schaffen, zwischen einem Access Point und einem Empfänger mindestens zwei unterschiedliche Wege aufbauen können, die sich trotz der Lage im gleichen Kanal gegenseitig nicht stören.

Also liegt der Grundsatz der Konstruktion tatsächlich in der Annahme, dass man im gleichen Kanal zwei unterschiedliche Signale mehr oder minder störungsfrei nebeneinander übertragen kann. Natürlich wissen wir, dass das eigentlich nicht geht, jedenfalls dann nicht, wenn man an bisherigen Vorstellungen klebt.

Die Lösung liegt, wie schon angedeutet, in einem „Trick“, der sich dann ergibt, wenn man die Betrachtungsweise ändert und sozusagen eine zusätzliche Dimension hinzufügt, mit der man arbeiten kann

weiter mit: Das Geheimnis von MIMO-OFDM

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