21. Oktober 2022
Das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut und LG Electronics haben ihre weltweite Führungsrolle in der Mobilfunktechnologie bekräftigt. Die Technologiepartner testeten erfolgreich die drahtlose Übertragung von Daten im Sub-Terahertz-Spektrum – in einem für 6G diskutierten Frequenzbereich von 155 bis 175 GHz. Sie erzielten dabei eine eindrucksvolle Entfernung von 320 Metern.
Dieser neue Maßstab, der am 7. September 2022 am Fraunhofer HHI in Berlin erreicht wurde, stellt einen bedeutenden Schritt auf dem Weg zur Kommerzialisierung von 6G im Sub-Terahertz (Sub-THz)-Spektrum in städtischen Innen- und Außenbereichen dar. Die Zellenabdeckung von Sub-THz-Basisstationen für städtische Makrozellen liegt zum Vergleich nur bei einer Entfernung von etwa 250 Metern im Freien. Darüber hinaus zeigt das aktuelle Ergebnis einen großen Entwicklungssprung gegenüber den ersten Feldversuchen, die im August 2021 durchgeführt wurden. Im vergangenen Jahr bewiesen die Partner, dass sie 6G-Sub-THz-Daten bereits über eine Entfernung von 100 Metern im Freien übertragen können.
Am Fraunhofer HHI zeichnet die mm-Wave-Gruppe aus der Abteilung „Drahtlose Kommunikation und Netze“ für die bahnbrechende breitbandige Punkt-zu-Punkt-Sub-THz-Übertragung verantwortlich – zusammen mit ihrem Projektpartner Fraunhofer IAF. Durch experimentelle Beweise unterstreicht der erfolgreiche Test die Realisierbarkeit der Sub-THz-Lösung, um den enormen Datendurchsatz von 6G in der Praxis zu realisieren.
Zusätzlich zum Reichweitentest im Freien entwickelte das mm-Wave-Team des Fraunhofer HHI eine neuartige analoge Sub-THz-Beamforming Variante auf der Sende- und Empfangsseite. Dieser Ansatz wurde zur Demonstration der Strahlformung und -paarung in Innenräumen eingesetzt. Die digitale Signalverarbeitung für die Strahlformung war das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Forschungsgruppen der Abteilung „Drahtlose Kommunikation und Netze“. Das Ergebnis der Demonstration markiert einen Meilenstein auf Weltklasseniveau für Sub-THz-Strahlformung unter Mobilitätsanforderungen. Letzterer ist zur Unterstützung eines extrem hohen Datendurchsatzes über die Sub-THz-Verbindung für mobile Nutzer entscheidend.
Der in der jüngsten Demonstration eingesetzte Mehrkanal-Leistungsverstärker von Fraunhofer hat eine Ausgangsleistung von mehr als 20 dBm. Dies entspricht einer Steigerung von über 5 dBm gegenüber der Lösung, die LG, Fraunhofer HHI und IAF im vorherigen Feldversuch eingesetzt hatten. Außerdem wurde ein rauscharmer Empfängerverstärker eingesetzt, welcher die Rauschentwicklung des Empfangssignals minimiert. Die neuen Technologien wurden in das neueste Moduldesign von LG integriert und sind damit für die künftige Herstellung von integrierten Schaltkreisen bestens geeignet, ein wesentlicher Faktor auf dem Weg zu einer kommerziellen Vermarktung.