Frequenzökonomie

Die Frequenzökonomie befasst sich mit der effektiven Nutzung der zur Verfügung stehenden Frequenzen für funktechnische Übertragungen. Da sich die Ressource Frequenz nicht vervielfältigen lässt, gleichzeitig aber der Nachrichteninhalt und die Anzahl der Medien, die die Funktechnik für die Nachrichtenübermittlung benutzen, rapide steigt, setzt die Frequenzökonomie auf Regularien und Verfahren mit denen ein Frequenzband und der funktechnische Bereich besser ausgenutzt werden können. Zu den Regularien gehört der Frequenznutzungsplan der Bundesnetzagentur, aus der die Frequenzbereiche, die Anwendung und die sendespezifischen Angaben wie die Sendeleistung, das Kanalraster und weiteres hervorgehen.


Ein Blick zurück verdeutlicht die Problematik, mit der sich die Frequenzökonomie auseinandersetzt. In den Anfangsjahren der Funktechnik standen für die Nachrichtenübertragung Langwelle, Mittelwelle und Kurzwelle zur Verfügung. Später erst, in den fünfziger Jahren, konnten höhere Frequenzen im VHF-Band für UKW-Rundfunk und Fernsehen genutzt werden. Aus Gründen der Frequenzökonomie überträgt man beispielsweise im Kurzwellenbereich relativ schmalbandig mit Einseitenbandmodulation.

Beispeile für Frequenzökonomie

Betrachtet man dagegen ein Fernsehsignal, dann waren die Bilder in den Anfangsjahren schwarz-weiß. Würde ein Fernsehbild mit der theoretischen Auflösung übertragen, ergibt sich für das schwarz-weiße Fernsehbild ein Bandbreitenbedarf von 6,5 MHz, der sich aus 625 Zeilen x 833 Bildpunkten (3:4) x 25 Vollbilder errechnet. Bei Amplitudenmodulation würden sich zwei Seitenbänder ausbilden und das gesamte Frequenzband einen Umfang von 13 MHz annehmen. Das würde bedeuten, dass in dem Fernsehband III zwischen 174 MHz und 230 MHz nur vier Fernsehsender senden könnten. Hier setzt die Frequenzökonomie ein, indem das Fernsehsignal im oberen Seitenband mit voller Bandbreite, im unteren hingegen als Restseitenbandmodulation mit reduzierter Bandbreite übertragen wird. Darüber hinaus wird die Gesamtbandbreite für das Videosignal reduziert, so dass die Übertragung einen Frequenzbereich von 6 MHz benötigt. Der Ton wird innerhalb des Bildsignals frequenzmoduliert ohne dass es zu Interferenzen zwischen Bild und Ton kommt. Der Bandbreitenbedarf ist davon unbenommen. Gleiches gilt für die Einblendung der Farbdifferenzsignal und des Stereotons.

Man sieht an diesem Beispiel, dass die geschickte Wahl der Modulationsverfahren und die Verschachtelung der Signale zwei mögliche Ansätze für Frequenzökonomie sind. Weitere liegen in der Digitalisierung und der Kompression.

Effizientere Frequenznutzung durch Digitalisierung und optimierte Modulatiosnverfahren

Dank der Digitalisierung können die Frequenzspektren wesentlich effizienter genutzt werden. Dadurch wird eine höhere Frequenzeffizienz erreicht. So können in einem analogen TV-Kanal 6 bis 8 digitale TV-Kanäle übertragen werden. Die bessere Ausnutzung eines Frequenzspektrums wird als Digitale Dividende bezeichnet. Eine weitere Technik, die mit einer dynamischen Ressourcenanpassung arbeitet, ist Cognitive Radio (CR).

In der Funktechnik haben sich außerdem Mehrträgermodulationen etabliert, die die spektrale, zeitliche und räumliche Dimension der Übertragungsstrecke ausnutzen und so zur wirtschaftlicheren Nutzung der Frequenzbereiche beitragen. In diesem Zusammenhang sind das Frequenzmultiplex (FDM), Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) mit orthogonal ausgerichteten Unterträgern, das Spatial-Multiplexing und die Space Time Block Coding (STBC). Auch die Antenenntechnik hat zur besseren Ausnutzung der vorhandenen Frequenzressourcen beigetragen. So mit kognitiven Antennensystemen und Smart-Antennen.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Frequenzökonomie
Englisch: frequency economy
Veröffentlicht: 17.10.2013
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Tags: #Frequenzen
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