Smartphones erreichen mit LTE-Funk heute meist in der Praxis „nur“ ein bis zwei Dutzend Mbs Datendurchsatz im Internet. Durch die LTE-Nachfolgestandards soll das Tempo stark steigen. Foto: Vodafone
LTE-Nachfolger sollen Smartphones schneller ins Internet bringen – saugen aber bisher zuviel Strom
Dresden, 26, Oktober 2013: Um die Internetzugänge für Computertelefone und andere mobile Geräte auf Geschwindigkeiten über das Tempo heutiger VDSL-Festnetzleitungen hinauszutreiben, wollen die Netzbetreiber neue Standards wie „LTE 3GPP“ und „LTE Advanced“ einsetzen. Um dessen Energiehunger zu dämpfen, haben nun Forscher des sächsischen Spitzencluster-Forschungsprojektes „Cool Silicon“ mit Bundesförderung einen Mehrfunktions-Chip entwickelt, der als Herzstück von Basisstationen den Stromverbrauch beim Übergang auf schnelleren Datenfunk dämpfen soll.
„Ohne energiesparende Technologien hätte der Wechsel zum neuen Standard einen enormen Anstieg der benötigten Energie zur Folge“, betonten die Forscher der Technischen Universität (TUD) Dresden, der Mugler AG aus Oberlungwitz und des Dresdner Fraunhofer-Institutes für Keramische Technologien und Systeme (IKTS). Sie hatten sich 2010 zum Netzwerk „CoolBaseStations“ zusammengeschlossen, das vom Bundesforschungsministerium seither mit 1,8 Millionen Euro gefördert wurde.
Multiprozessor-Chip entwickelt
Als Kernergebnis ihrer Arbeit haben die Ingenieure nun einen 36 Quadratmillimeter kleinen Kombi-Chip für sogenannte Femto-Basisstationen – wie sie für die neuen Netze benötigt werden – vorgestellt. Dieses Multiprozessor-System auf einem Chip (MPSoC) vereint mehrere digitale Signalprozessoren, ein Verbindungsnetzwerk (Network-on-Chip) mit neuartigen seriellen on-Chip-Datenverbindungen und Beschleunigern für Mehrantennensysteme und Vorwärtsfehlerkorrektur, koordiniert von einem „CoreManager“. „Das führt zu einer erhöhten System-Leistungsfähigkeit bei gleichzeitiger Reduzierung des Energiebedarfs mit Hilfe des expliziten und adaptiv anpassbaren Energiemanagements“, erklärte Dr.-Ing. Sebastian Höppner vom TUD-Lehrstuhl für „Hochparallele VLSI-Systeme und Neuromikroelektronik“.
Chancen auf solargetriebene Sendestationen ausgelotet
Außerdem loteten Mugler und IKTS die Chancen aus, solche Handyfunk-Basisstationen künftig energieautark durch Solarzellen, Brennstoffzellen oder Windräder mit Strom zu versorgen. „Das Ergebnis zeigt deutlich, dass ein ökonomisch vertretbarer Einsatz von Solar- und Brennstoffzellen in den nächsten Jahren nur dann sinnvoll wird, wenn nicht nur die Kosten zur Anschaffung sinken, sondern auch die Effizienz der Basisstationen steigt“, kommentierte Physiker Michael Müller von der Mugler AG. hw
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