Uni Linz dabei

Forscher arbeiten an Funk-Chip für alle Standards

(Bild: thinkstockphotos.de)

Ein Smartphone oder Tablet, das mit nur einem einzigen Funkmodul ausgestattet die verschiedensten Funkstandards in unterschiedlichen Frequenzbereichen unterstützt? Was bislang Zukunftsmusik war, könnte bald Wirklichkeit werden. Um einen solchen Chip zu entwickeln, suchten Forscher in ganz Europa im Rahmen des Projekts ARTEMOS nach Lösungen. Mit dabei war auch ein Team um Andreas Springer vom Institut für Nachrichtentechnik und Hochfrequenzsysteme der Johannes-Kepler-Universität Linz.

Smartphones und andere mobile Endgeräte wie Tablets und Laptops machen heute einen scheinbar nahtlosen Transfer von Daten möglich, und das zu jeder Zeit, von jedem Ort aus und über verschiedenste Übertragungsmedien (Festnetz, WLAN, Mobilfunk usw.).

"Diese Interoperabilität vollzieht sich unbemerkt für die Nutzer, obwohl sie hochkomplex ist. Denn derzeit benötigen die Endgeräte unterschiedliche Funkmodule, die verschiedene Mobilfunkstandards - wie zum Beispiel GSM/EDGE, UMTS, LTE, Wi-Fi, GPS, Bluetooth, Standards für digitales Radio/TV - in unterschiedlichen Frequenzbändern unterstützen müssen. Dies erfordert eine große Chipfläche der integrierten Schaltung, macht die Endgeräte somit für die Nutzung unhandlich und verursacht hohe Herstellungskosten", sagt Springer.

Ziel: Ein einziges Funkmodul für alle Funkstandards
"Im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts ARTEMOS wurde an der nächsten Generation von Transceivern zur drahtlosen Datenübertragung geforscht - mit dem Ziel, Architekturen und integrierte Schaltungen für frequenz-agile Multi-Standard- und Multi-Band-Funkmodule zu entwickeln", so Springer. Diese Transceiver müssen große Frequenzbereiche von 0,3 bis fünf GHz abdecken können.

Mit anderen Worten: Zukünftig soll in einem mobilen Endgerät wie einem Smartphone oder Tablet idealerweise ein einziges Funkmodul sämtliche verschiedenen Funkstandards unterstützen. Von dieser technischen Revolution würden sowohl die Gerätehersteller als auch die User profitieren. "Mobile Endgeräte würden günstiger herstellbar sein, eine verbesserte Funktionalität aufweisen oder im Betrieb weniger Strom verbrauchen", sagt Springer.

Forscher entwickelten bereits 27 Prototypen
Während der dreijährigen Laufzeit von ARTEMOS generierten die Projektpartner eine Vielzahl wissenschaftlicher und technologischer Ergebnisse, die in über hundert wissenschaftlichen Publikationen vorgestellt wurden und auch über die ARTEMOS Projekt-Website zugänglich sind.

Insgesamt 27 Prototypen wurden gebaut, welche die aus dem Projekt hervorgegangen Innovationen demonstrieren. Diese Prototypen inkludieren unter anderem ein LTE-Advanced Modem, ein hybrides WLAN-LTE Gateway oder Algorithmen der Signalverarbeitung zur Unterstützung der Durchstimmbarkeit.

Die österreichischen Partner beim ARTEMOS-Projekt sind die Unternehmen Intel und Lantiq sowie die Forschungseinrichtungen JKU Linz, FH Oberösterreich und FH Villach. "Das JKU-Team untersuchte, wie sich abstimmbare Schaltungen zur Anpassung von Antennen auf die Leistungsfähigkeit der Datenübertragung auswirken und entwarf dazu gemeinsam mit Intel und anderen Projektpartnern ein Demonstrationssystem", so Springer.

Die Forschungsergebnisse wurden nicht nur auf wissenschaftlichen Konferenzen publiziert, sondern bilden auch den Ausgangspunkt weiterer Forschungsarbeiten und finden zum Teil Eingang in die Produktentwicklung. Zusätzlich konnte Springers Linzer Institut für Nachrichtentechnik und Hochfrequenzsysteme durch die Teilnahme an diesem Projekt die Expertise im Bereich moderner Mobilfunksysteme ausbauen.