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Allesfunker für WLAN, Bluetooth & 3G

22.08.2008 | 09:02 Uhr |

Welches Funknetz ist gerade verfügbar? Die Software in neuen Chips nimmt Ihnen die Suche nach dem richtigen Netz ab und wählt selbstständig die richtige Verbindung. Software Defined Radio (SDR) heißt das Zauberwort.

Funknetze sind allgegenwärtig. Doch wer ein mit dem Handy geschossenes Foto auf den Rechner übertragen möchte, braucht erst das richtige Netz oder den richtigen Funkstandard. Bluetooth oder WLAN wären in solch einem Fall ideal. Dabei müssen natürlich beide Geräte mit der entsprechenden Hardware ausgestattet sein. Schafft man sich ein neues Handy an, muss man sich unter Umständen auch gleich neue PC-Hardware kaufen, damit sich die Geräte verstehen.

Auch eine kleine Änderung des Funkstandards, etwa größere Reichweite, macht neue Hardware nötig. Leichter geht’s per Software-Update. Dazu braucht man allerdings den richtigen Chip. Solche Prozessoren müssen schnell und vor allem energieeffizient arbeiten, sollen sie doch in mobilen Geräten zum Einsatz kommen und deren Akkulaufzeit ist begrenzt.

Einen Lösungsansatz haben Forscher in der Software-Defined-Radio-Technik (SDR) gefunden. So gibt es seit Anfang des Jahres einen Vektorprozessor, der als Basis für SDR genutzt werden kann. Abgedeckt werden in diesem Prozessor bereits die Standards 3G, 4G, WLAN 802.11n, DVB und DAB.

Klaus Hueske von der Universität Dortmund forscht an der SDR-Technik. Zur Funktionsweise sagt Hueske: „Im Wesentlichen geht es beim SDR ja darum, die Basisbandsignalverarbeitung der einzelnen Standards nicht direkt in Hardware als Chip zu implementieren, sondern das Ganze in Software zu beschreiben und dann auf einem programmierbaren Prozessor laufen zu lassen.“ Ändert sich ein Standard, muss der Chip lediglich mit einem Software-Update versorgt werden.

Hoher Stromverbrauch
Die Schwierigkeiten liegen vor allem bei der Rechenleistung und der damit verbundenen Energieeffizienz. Die Signalverarbeitung für drahtlose Kommunikation ist, unter anderem wegen der Verschlüsselungstechniken, sehr komplex und deshalb rechenintensiv. So können Chips, die nur einen einzigen Funkstandard verarbeiten müssen, so designed sein, dass sie stromsparend arbeiten. Bei programmierbaren Prozessorarchitekturen ist das weitaus schwieriger. Klaus Hueske zufolge ist eine vernünftige Energieeffizienz bei solchen Prozessorarchitekturen weitaus schwieriger zu erreichen, da sie ja nicht mehr nur speziell für einen Standard ausgelegt werden können, sondern allgemein für alle Standards funktionieren sollen. Vielversprechende Konzepte basieren meist auf parallelen Architekturen wie zum Beispiel Multikern-Prozessoren.

Eine Schwierigkeit für die Entwickler von SDR-Hardware liegt in der Sicherheit. So müssen jede Menge Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden, etwa wenn durch ein Software-Update die Eigenschaften des Senders beeinflusst werden können. Sender wie Handys oder WLAN-Karten könnten von Betrügern manipuliert werden. Bei einem speziell für einen Standard ausgelegten Prozessor, der gar kein Update zulässt, ist das nicht möglich. Sicherheitseinrichtungen in programmierbare Prozessoren einzubauen, macht die Chips nicht nur teurer, sondern auch langsamer, was nur durch höhere Stromzufuhr wett gemacht werden kann.

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