Lead
In den vergangenen Jahren hatte das exponentielle Wachstum der drahtlosen Kommunikation einen enormen Einfluss auf die wirtschaftliche und soziale Entwicklung. Die steigende Nachfrage nach hoeherem Datendurchsatz ist dabei zu einer Herausforderung fuer den technischen Fortschritt geworden, da die Bandbreite des nutzbaren elektomagnetischen Spektrums stark begrenzt ist. Immer neue Technologien sind notwendig um mit den steigenden Anforderungen an Durchsatz und Kapazitaet mitzuhalten.

Lay summary

Bei der Entwicklung neuer Uebertragungstechniken blieb soweit eine wesentliche Einschraenkung bestehender Systeme unangetastet: Auf physikalischer Ebene findet Kommunikation ausschliesslich in einer Richtung statt, da heutige  Transceiver nicht in der Lage sind gleichzeitig im selben Frequenzband zu senden und zu empfangen. Eine bi-direktionale Verbindung belegt daher entweder zwei Frequenzbaender oder Up- und Downlink nutzen den Kanal abwechselnd. Dies fuehrt zu einer Halbierung der spektralen Effizienz im Vergleich zu einer echten full-duplex Verbindung und bringt auch weitere Verluste mit sich, z.B. durch Totzeiten beim Wechsel der Verbindungsrichtung.

In diesem Projekt erarbeiten wir Moeglichkeiten, diese Einschraenkung zu durchbrechen. Mit der Entwicklung sogenannter Full-Duplex Transceiver und entsprechder Systeme ergeben sich voellig neue Moeglichkeiten in der Telekommunikation. Im einfachsten Fall einer Punkt-zu-Punkt Verbindung kann der Durchsatz zum Beispiel verdoppelt werden indem sowohl Up- als auch Downlink das gleiche Frequenzband gleichzeitig verwenden. In komplexeren Systemen koennen Full-Duplex Relays Signale ohne Effizienzverlust auffangen und direkt verstaerkt oder bereinigt abgeben und so die Reichweite von Funksystemen erhoehen.

Das Problem bei der Entwicklung solcher Systeme liegt in der Notwendigkeit das eigene Signal zu unterdruecken um das millionenfach schwaechere Signal der Gegenseite nicht zu ueberhoeren. Unsere Forschung beschaeftigt sich mit Methoden um eine ausreichend gute Signalunterdrueckung zu erreichen. Hierzu werden Prototypen entwickelt die als Basis fuer Messungen und Modelle dienen aus denen bessere Methoden zur Interferenzunterdrueckung erarbeitet werden. Parallel dazu beschaeftigen wir uns mit Algorithmen und Uebertragungstechniken die die neu gewonnene Faehigkeit zur Full-Duplex Uebertragung optimal nutzen um Datenrate, Reichweite, und Kapazitaet zu erhoehen. Mit Hilfe der entwickelten Prototypen muessen sich diese Techniken dann in der Praxis beweisen.