Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 67

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

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Die Grenzen des Prinzips

Das Prinzip ist natürlich nicht nur für zwei Antennen nutzbar, sondern auch für mehrere Die theoretische Grenze ist die Anzahl der orthogonalen Unterträger in einem OFDM-Signal. Die mögliche Leistung entspricht der Leistung eines einzelnen OFDM-Transceivers multipliziert mit der Anzahl der Wege abzüglich des Overheads durch den Zeitversatz.

Dieser Zeitversatz kann sehr klein gehalten werden. Der Verlust durch den Zeitversatz kann außerdem durch verschiedene Maßnahmen vor der OFDM-Stufe kompensiert werden. Eine gute Möglichkeit wäre: nur der erste OFDM-Frame führt Funktionen für die Kanalsteuerung aus, die anderen jedes Zyklus laufen einfach hinterher. Die tatsächliche Leistung ist dann sehr vielfältig und abhängig von vielen Parametern.

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Derzeit definiert: sind Möglichkeiten für 20- und 40-MHz-Kanäle. Ein 40-MHz-Kanal besteht aus zwei benachbarten 20-MHz-Kanälen, wobei nur einer Steuerungsfunktionen durchführt. Wir brauchen die 40-MHz-Kanäle aber nicht genau zu betrachten, denn erstens würden sie sämtliche Planungen, die wir bislang mit 20-MHz-Kanälen gemacht haben, völlig über den Haufen werfen und zweitens ist die Verwendung von 40-MHz-Kanälen in Europa und Japan durch die Regulierung zurzeit schlichtweg untersagt.

Wir kommen darauf später noch mal zurück, aber erst einmal ging es um die Erklärung des generellen zugrunde liegenden Funktionsprinzips.

Mit dem bisher Dargestellten sollte auch völlig klar geworden sein, wieso man nur eine Empfangsantenne benötigt: die via Übertragungsmedium Luft gemischten OFDM-Signale kommen zusammen an und können dann (wie die Akkorde auf dem Klavier) nach der eigentlichen Empfangsstufe zerlegt und einzeln decodiert werden. Dann muss man die decodierten Bitströme wieder zusammenführen, descambeln, vom FEC-Overhead befreien und erhält schließlich die gewünschte Nutzinformation. Wenn man an einem Empfangsgerät mehr Antennen zur Verfügung hat, kann man die wie gewohnt für die Antennen-Diversity nutzen.

Natürlich könnte man die orthogonalen OFDM-Signale auch direkt von einer einzigen gemeinsamen Antenne abstrahlen. Hier hat man sich aber in den Gremien anders entschieden. Für mehrere Antennen spricht, dass sie sehr billig sind. Außerdem kann man die bereits für 11a, g und h bewährten OFDM-Transceiver-Chips einfach weiterbenutzen, man braucht jetzt nur mehr von ihnen. Wie wir aber wissen, kosten die nichts.