Autor
Prof. Dr.-Ing. Werner Wiesbeck. Institut für Höchstfrequenztechnik und Elektronik Universität Karlsruhe (TH).
Deutschland
Herausgeber:
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Veröffentlicht: 18.03.2003
auf EMF:data seit 03.06.2003
Schlagwörter zu dieser Dokumentation:
Publikation Parlamente

miniWatt Report: Alternative Funksysteme mit minimaler Strahlungsleistungsdichte im digitalen Rundfunk, Mobilfunk, drahtlosen LANs.

Originaltext

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat vom 01.01.2002 bis 31.12.2002 das Vorhaben Alternative Funksysteme mit minimaler Strahlungsleistungsdichte im digitalen Rundfunk, Mobilfunk und drahtlosen LANS, alias miniWatt gefördert. An dem Vorhaben waren folgende Institutionen beteiligt:

- 10 Universitätsinstitute
- 4 Industrieunternehmen
- 4 mittelständige Unternehmen
- 1 unabhängiges Forschungsinstitut.

Das Projekt war in 7 Arbeitsbereiche mit insgesamt 38 Teilprojekten gegliedert. Ziel des Vorhabens war die umfassende Untersuchung des Potenzials zur Senkung der Exposition durch technische, strukturelle und organisatorische Maßnahmen beim digitalen Rundfunk, dem Mobilfunk und WLANs. Während der Vorhabenslaufzeit wurden regelmäßig Treffen zur Abstimmung der Ergebnisse abgehalten. Die Bewertung der Ergebnisse im Vergleich zum Stand der Technik erfolgte in einer Matrix mit Referenzmodellen. Die Ergebnisse wurden kondensiert in Empfehlungen für das BMBF zur weiteren Förderung im Bereich der Kommunikation.

Das Vorhaben wurde gutachterlich von Herrn Professoren Dr. Walter Baier, Universität Kaiserslautern, begleitet.

Inhaltsverzeichnis

1. Kurzfassung .....7

2. Antworten auf aktuelle Fragestellungen .....13

3. Forschungsempfehlungen .....19

 

4. Zusammenfassender Bericht nach Anwendungsbereichen ......25

4.1. Beteiligte Institutionen ......25

4.2. Digitaler, terrestrischer Rundfunk .......28

4.3. Zellularer Mobilfunk .......34

4.4. WLAN-Anwendungen .......49

4.5. WPAN-Alternative Übertragungsverfahren .....56

4.6. WPAN-Anwendungen mit UWB ......59

 

5. Referenzmodelle .....63

5.1. Zuordnung zu den Arbeitspaketen .......64

5.2. Digitaler Rundfunk: DVB-T .......66

5.3. Zellularer Mobilfunk: UMTS .......70

5.4. WLAN: IEEE802.11b ......74

5.5. Bluetooth .......76

5.6. UWB (10!m, AWGN) .......82

 

6. Bewertungsmatrix .......83

7. Expositionsabschätzung .....86

 

Einzelberichte der Arbeitspakete:

AP 1 Bandspreizverfahren

AP 1.2 Chirp-Modulation .......93

AP 1.3 UWB, Systemanalyse des Verfahrens der Fa. Time Domain .......109

AP 1.4 UWB-Impulstechnik .....119

AP 1.5 Effiziente Antennen für UWB Systeme ......133

AP 1.6 Direct Sequence Spread Spectrum UWB (DSSS UWB) ......139

AP 1.7 MC-CDMA .....155

AP 1.8 Analyse und Vergleich von Bandspreizverfahren zur Verringerung der elektromagnetischen Exposition .....163

 

AP 2 Raum-Zeit-Signalverarbeitung

AP 2.1 Mehrantennensysteme und Space-Time-Coding ......179

AP 2.2 Reduzierung der Exposition durch MIMO-Systeme .....187

AP 2.3 Intelligente Antennen, MIMO-System .......199

AP 2.4 Leistungsminimierungspotential von kombinierten Precoding- und Transmitstrategien..207

AP 2.5 Down-link Beam-forming zur Verringerung der Exposition unter Anwendung langfristiger Kanaleigenschaften .....213

AP 2.6 Expositionsminimierung durch schichtenübergreifende Optimierung von MIMO Systemen ........225

 

AP 3 Alternative Frequenzbereiche

AP 3.1 Infrarot (IR) .........235

AP 3.2 Millimeterwellen Kommunikations-Technologien .....249

AP 3.3 Meßtechnische Charakterisierung der Wellenausbreitung für MIMO- Systeme..............263

AP 3.4 Emissionseffiziente Ressourcen-Verwaltung unter Berücksichtigung niedriger Frequenzen ......273

AP 3.5 Personal Area Networks mit induktiven Verfahren (Magnetfeld) ......283

AP 3.6 Schall-Kommunikation .......291

 

AP 4 Selbstorganisierende Netze, Algorithmen und Protokolle

AP 4.1 Drahtlose Ad-hoc-Netze ohne Kleinzellenstruktur .......301

AP 4.2 Ressource Allocation zur Expositionsminderung .....315

AP 4.3 MAC Protokolle mit hohem Wirkungsgrad ......321

AP 4.4 ARQ/FEC Verfahren mit adaptiver Redundanz bei der Kanalcodierung .....329

AP 4.5 Charakterisierung der Ausbreitung für urbane mobil-mobil Ad-hoc-Netze ......339

AP 5 Alternative Netze

AP 5.1 Multi-hop Kommunikation ......349

AP 5.2 HAPS-System- mit intelligenten Antennen .......359

AP 5.3 Pico-zellularer Multimedia Mobilfunk zur Reduktion der Strahlenbelastung ......373

AP 5.4 Wireless LAN und PAN (Interaktion, Protokolloptimierung).........................................383

 

AP 6 Standardkonforme Entwicklungen beim Mobilfunk

AP 6.1 Moderne Sende- und Empfangsstrategien am Beispiel von 3G ......389

AP 6.2 Untersuchung des „Dual-Hop Relay“-Verfahrens zur Interferenz- bzw. Sendeleistungsreduktion .....403

AP 6.3 Emissionseffiziente Ressourcen-Verwaltung unter Berücksichtigung räumlicher Kanaleigenschaften .....417

AP 6.4 Interferenz Eliminierung in GSM ......427

AP 6.5 Neue Transceiver-Konzepte mit hoher Empfindlichkeit für 3G-Systeme minimaler Sendeleistung ......443

AP 6.6 Innovative Hardwarelösungen ......455

AP 6.7 Das Übertragungsverfahren OFDM ......461

AP 6.8 Untersuchung zur Emissionsverminderung bei UMTS ......473

 

AP 7 Standardkonforme Entwicklungen beim digitalen Rundfunk

AP 7.1 Effiziente Sendernetz- und Empfangsstrukturen ......483

AP 7.2 Expositionsarme Netze ......497

AP 7.3 Expositionsoptimierte Digitale Rundfunknetze ......511