Spectrum Management

Das elektromagnetische Spektrum ist ein ganz spezieller Rohstoff, er kann genutzt, jedoch niemals verbraucht werden. Im Gegensatz zu anderen Rohstoffen ist das elektromagnetische Spektrum inhomogen. Es besitzt verschiedene Teile, welche unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Viele Anwendungen haben deshalb bevorzugte Frequenzbereiche, weil gerade dort das Spektrum für sie optimale Eigenschaften aufweist. Auf der anderen Seite hat beispielsweise der Untergang der Titanic vor ungefähr 100 Jahren gezeigt, wie lebensrettend es sein kann, die Frequenznutzung zu vereinheitlichen. Glücklicherweise waren sechs Jahre zuvor auf einer Weltfunkkonferenz die Notruffrequenzen und das SOS Signal standardisiert worden.

Die Notruffrequenzen finden auch heute noch Berücksichtigung, die Bedeutung und die Komplexität von Frequenzplänen hat seit damals jedoch stark zugenommen. Heute sind Frequenzpläne eine wichtige Grundlage für die Kompatibilität von Baugruppen, Netzwerken und Diensten. Weltweit einheitliche Frequenzpläne erlauben es der Industrie, ihre Produkte global zu vertreiben. Das Aufstellen der Frequenzpläne sowie die Zuweisung von einzelnen Frequenzen oder Frequenzgruppen an bestimmte Nutzer stellt das Herzstück des Spektrum Managements dar.

Zunächst geht die Vorlesung auf einige Grundlagen ein. Die Wellenausbreitungsphänomene der verschiedenen Frequenzbereiche werden vorgestellt, häufig verwendete Ausbreitungsmodelle eingeführt. Weiterhin werden technisch wichtige Bauformen und Eigenschaften von Antennen beleuchtet. Die Vorlesung geht anschließend auf Signalformen und Modulationsarten der gesendeten und empfangenen Signale sowie den Einfluss von Filtern im Signalpfad ein. Den Abschluss der Grundlagen bilden Betrachtungen zur Link-Bilanz für den Pfad des Nutzsignals wie auch für den Pfad des Störsignals sowie die sich daraus ergebenden Kenngrößen C/N, C/I und C/(I+N).

In einem zweiten Teil beschäftigt sich die Vorlesung mit politischen und verwaltungstechnischen Aspekten. Für den Spektrum Management-Bereich wichtige Organisationen und Vereinigungen werden vorgestellt. Die Einteilung in Dienste wird eingeführt. Weiterhin werden verschiedene Möglichkeiten der Gliederung des Spektrums besprochen.

Der dritte Teil der Vorlesung greift die Aspekte der beiden ersten Teile wieder auf und zeigt ihre Anwendung im Rahmen der Frequenzplanung und Frequenzzuweisung. Weiterhin werden die beiden grundlegenden Konzepte der Frequenzvergabe: "First come, first serve" und die Erstellung eines Plans diskutiert. Finanzielle Gesichtspunkte und Steuerungsmöglichkeiten (Gebühren, Frequenzversteigerungen) werden vorgestellt. Nicht zuletzt wird auf die Durchsetzung von Frequenzplanungen eingegangen. Hier werden insbesondere Frequenzüberwachungs- und Ortungsverfahren besprochen.