Fortschritte bei 160-GHz-Netzen
Meilenstein für die 6G-Technologie erreicht
Die Fraunhofer-Institute IAF und HHI sowie LG Electronics treiben die drahtlose Sub-THz-Netzwerktechnik voran. Mit dem weltweit ersten Versuch von D-Band-Hybrid-Beamforming für zweikanalige Beamforming-Front-Ends ist ein Meilenstein in der drahtlosen Breitband-Datenübertragung bei 160 GHz erreicht.
In enger Zusammenarbeit haben die Fraunhofer-Institute für Angewandte Festkörperphysik IAF und für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI, sowie LG Electronics einen Front-End-Prototyp (Radio-Head) entwickelt, der mehr als 50 dBm (100 Watt) EIRP-Ausgangsleistung liefert.
Diese Front-End-Prototypen nutzen MIMO-Hybrid-Beamforming, um einen Dual-Beam-Betrieb zu ermöglichen, was die Robustheit der Verbindung und die Zuverlässigkeit der Kommunikation erhöht. Auf Basis einer planaren Antennenstruktur und der integrierten Hybrid-Beamforming-Funktionen unterstützen sie den Mehrnutzerbetrieb (Dual-User) und 3D-Beamforming.
Die Module beinhalten integrierte Leistungsverstärker (PA), rauscharme Verstärker (LNA), Up/Down-Konverter und HF-Schaltkreise basierend auf InGaAs-mHEMT-Bauelementen, die am Fraunhofer IAF entwickelt und gefertigt wurden. Darüber hinaus haben das Fraunhofer HHI und LG Electronics die Netzwerke für analoges Beamforming sowie integrierte Antennen und eine neuartige dielektrische Linse entworfen.
Bahnbrechende Übertragungsexperimente
Durch einen umfassenden Top-Down-Systemansatz von siliziumbasierter Aufbau- und Verbindungstechnik über Hochfrequenzkomponenten und -modulen bis hin zu digitalen Signalalgorithmen und OTA-Datenübertragungen führten die Forschenden der Fraunhofer-Institute und LG Electronics innovative Übertragungsexperimente durch. Diese Experimente nutzten eine Trägerfrequenz von 160 GHz und eine 5G-NR-konforme OFDM-Wellenform, um einen Dual-User-Betrieb und Dual-Beam-Fähigkeiten zur Überwindung von Blockage zu demonstrieren.
Die Experimente zeigten erfolgreich Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen mit 2 GHz Bandbreite, eine effektive Anpassung der Beams bei einer Unterbrechung der Sichtverbindung und eine robuste Dual-User-Unterstützung.
Diese Erfolge markieren einen bedeutenden Fortschritt in der Erforschung drahtloser Kommunikationstechnologien und fördern die Entwicklung der nächsten Mobilfunknetzgeneration (6G), die enorme Geschwindigkeitssteigerungen und eine extrem hohe Netzkapazität verspricht.
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