Kooperatives Telefonieren: Stabile Drahtlosverbindungen und bessere Sprachqualität
Mobile Telefone und drahtlos vernetzte Computer gehören längst für viele Menschen zum Alltag. Doch wer sich im Zug oder Auto bewegt, muss immer wieder erfahren, dass sich die Verbindungsqualität verschlechtert oder die Verbindung sogar ganz unterbrochen wird. Abhilfe schaffen kann hier eine Technologie, die von Mitarbeitern und Studierenden der Universität Paderborn entwickelt und als Prototyp schon umgesetzt wurde.
Insbesondere beim Zugfahren mit hoher Geschwindigkeit passiert es immer wieder: Andere Menschen im gleichen Waggon telefonieren ohne Probleme, doch die eigene Verbindung bricht plötzlich zusammen. Dies liegt vor allem daran, dass die Mobilfunktechnik nicht für sehr schnelle Bewegungen ausgelegt wurde. Sobald vorbeirauschende Bäume oder Gebäude den eigenen Funkkontakt mit dem jeweiligen Sendemast stören, wird die Verbindungsqualität beeinträchtigt, auch wenn der Nachbar ein paar Meter weiter im Zug ohne Probleme telefonieren kann. Denn aufgrund seiner anderen Position ist er von diesem Funkschatten nicht in gleicher Weise betroffen.
Einen eigenständigen Lösungsansatz zur Verbesserung der Verbindungsqualität mobiler Endgeräte entwickelte jetzt eine studentische Projektgruppe im Fachgebiet Rechnernetze am Institut für Informatik der Universität Paderborn.
„Indem Sitznachbarn im Zug gemeinsam funken, helfen sie sich gegenseitig dabei, ihre Verbindung zu verbessern“, erklärt Stefan Valentin, Betreuer des Projekts und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Rechnernetze. Erforderlich sei dafür die spontane Bildung von Netzen, zu denen sich die benachbarten Endgeräte automatisch zusammenschließen müssten.
Das eigene Gerät sei dann nicht mehr nur auf direktem Wege mit dem Sendemast verbunden, sondern gleichzeitig auch über den Umweg eines sich in der Nähe befindlichen Endgeräts. Durch die Kombination beider Kanäle werde die Verbindung und damit die Sprachqualität verbessert und Verbindungsabbrüchen entgegengewirkt.
Noch eher als im Mobilfunkbereich kann die von den Studierenden entwickelte Technologie ihre Vorteile im Bereich der drahtlosen Vernetzung von Computern ausspielen. Denn die so genannte WLAN-Technik reagiere besonders empfindlich auf Ortsveränderungen, so erläutert Stefan Valentin, und zudem seien hier auch keine Anpassungen der Hardware erforderlich.
Speziell für die WLAN-Übertragung entwickelte die Projektgruppe daher so genannte Medienzugriffsprotokolle, die eine gemeinsame Nutzung des drahtlosen Kanals ermöglichen, statt die Übertragung wie bisher strikt zu trennen. Um zu zeigen, dass diese Techniken in der Realität wirklich Vorteile bringen, wurde ein Prototyp einer kooperativ-funkenden WLAN Karte erstellt.
Anschließend erprobten die Studierenden ihr System in Zusammenarbeit mit dem RailCab-Projekt auf dem Paderborner Uni-Gelände. Dafür platzierten sie ihre mobilen Testsysteme auf einem Fahrzeug der Paderborner Neuen Bahntechnik, den entsprechenden Funkmast hingegen im Zentrum des Schienenovals. Am Ende stand fest: Selbst bei hohen Geschwindigkeiten konnten die Geräte gemeinsam wesentlich bessere Verbindungsqualitäten erreichen als jedes Gerät für sich allein.
Laut der Aussage von Stefan Valentin ist die praktische Untersuchung dieser Verfahren in solch einem realistischen Szenario mittels eines voll funktionsfähigen Prototypen weltweit bisher einmalig.
Und Prof. Dr. Holger Karl, Leiter des Fachgebiets Rechnernetze ergänzt: „Sobald diese kooperativen Verfahren in Standards und Produkte umgesetzt sind, wird die Qualität des Telefonierens oder Web-Surfens während einer Zugfahrt deutlich verbessert werden. Unsere praktischen Arbeiten sind ein Schritt in diese Richtung.“
