Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Neue Mobilfunkgeneration

KIT forscht an 6G-Technologien

Ein am KIT in Karlsruhe entwickeltes Konzept soll hohe Datenübertragungsraten bei niedrigen Kosten ermöglichen — für die sechste Generation des Mobilfunks. Dabei haben die Forscher die bislang höchste Datenrate in der Terahertz-Kommunikation erzielt.

(Bild: IPQ, KIT / Nature Photonics)

(Bild: IPQ, KIT / Nature Photonics)

Auf 5G folgt 6G: Die sechste Generation des Mobilfunks verspricht dabei nochmals deutlich höhere Datenübertragungsraten, kürzere Verzögerungszeiten und eine größere Dichte an Endgeräten. Zudem soll sie Künstliche Intelligenz integrieren, um beispielsweise Geräte im Internet of Things oder autonome Fahrzeuge zu koordinieren. „Um möglichst viele Nutzer gleichzeitig zu bedienen und dabei möglichst große Datenmengen möglichst schnell zu übertragen, müssen die drahtlosen Netze der Zukunft aus zahlreichen kleinen Funkzellen bestehen“, erklärt Professor Christian Koos, der am KIT gemeinsam mit seinem Kollegen Professor Sebastian Randel an 6G-Technologien forscht. In diesen Funkzellen sind die Wege kurz, sodass sich große Datenraten mit minimalem Energieaufwand und geringer elektromagnetischer Immission übertragen lassen. Sie benötigen nur kleine Basisstationen, die sich beispielsweise an Straßenlaternen anbringen lassen.

Zur Anbindung der einzelnen Zellen bedarf es leistungsfähiger Funkstrecken, auf denen sich Dutzende oder gar Hunderte von Gigabits pro Sekunde (Gbit/s) auf einem Kanal übertragen lassen. Dazu bieten sich Frequenzen im Terahertz-Bereich an, die im elektromagnetischen Spektrum zwischen den Mikrowellen und der Infrarotstrahlung liegen. Die entsprechenden Empfänger sind jedoch vergleichsweise komplex und teuer. Zudem stellen sie häufig den Engpass für die erreichbare Bandbreite dar. Forscher am Institut für Photonik und Quantenelektronik (IPQ), am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) sowie am Institut für Beschleunigerphysik und Technologie (IBPT) des KIT haben nun gemeinsam mit dem Diodenhersteller Virginia Diodes einen einfachen und kostengünstig herzustellenden Empfänger für Terahertz-Signale entworfen und in der Zeitschrift Nature Photonics vorgestellt.

Höchste Terahertz-Übertragungsrate

„Als Empfänger dient eine einzige Diode, mit der das Terahertz-Signal zunächst einmal gleichgerichtet wird“, erklärt Dr. Tobias Harter, der den Empfänger gemeinsam mit seinem Kollegen Christoph Füllner im Rahmen seiner Dissertation aufgebaut hat. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Schottky-Diode, die sich durch hohe Geschwindigkeit auszeichnet. Sie fungiert als Hüllkurvendetektor und gewinnt die Amplitude der Terahertz-Signale zurück. Allerdings wird zur korrekten Dekodierung des Datensignals zusätzlich noch die zeitlich veränderliche Phase der Terahertz-Welle benötigt, die beim Gleichrichten üblicherweise verloren geht. Um dieses Problem zu lösen, nutzen die Forscher digitale Signalverarbeitungsverfahren in Kombination mit einer speziellen Klasse an Datensignalen, bei denen sich die Phase mithilfe der sogenannten Kramers-Kronig-Relationen aus der Amplitude rekonstruieren lässt. Bei der Kramers-Kronig-Relation handelt es sich um eine mathematische Beziehung zwischen dem Real- und dem Imaginärteil eines analytischen Signals. Mit dem neuen Empfänger erreichten die Wissenschaftler eine Datenübertragungsrate von 115Gbit/s auf einer Trägerfrequenz von 0,3THz über eine Entfernung von 110m. „Dies ist die höchste Datenrate, die bis jetzt mit drahtloser Terahertz-Übertragung über mehr als 100m demonstriert wurde“, erläutert Füllner.


Das könnte Sie auch interessieren:

Google Cloud und Siemens wollen im Rahmen einer Partnerschaft und unter Einsatz von KI-Technologien Fertigungsprozesse verbessern.‣ weiterlesen

Die ZEW-Konjunkturerwartungen für Deutschland sinken in der aktuellen Umfrage vom April 2021 um 5,9 Punkte und liegen damit bei 70,7 Punkten. Dies ist der erste Rückgang seit November 2020. Laut ZEW liegen die Erwartungen nach wie vor auf einem sehr hohen Niveau.‣ weiterlesen

Drei Viertel der Entscheider in deutschen Industrieunternehmen sehen ihren Markt im Prozess der digitalen Transformation. Die Hälfte der Unternehmen setzt dabei bereits auf den Einsatz von Industrial IoT-Technologien. Zu diesen Ergebnissen kommt eines Studie des IIoT-Spezialisten Relayr, die unter 200 Entscheidern aus der Fertigungsindustrie in Deutschland im Sommer 2020 vom Marktforschungsunternehmen Forsa durchgeführt wurde.‣ weiterlesen

Damit die anspruchsvollen Maschinen von Heidelberger Druckmaschinen nicht ungeplant ausfallen, bietet das Unternehmen die Software Maintenance Manager zur vorausschauenden Wartung an. Jetzt hat Tochterunternehmen Docufy das Tool hinter der Lösung als White-Label-Angebot auf den Markt gebracht.‣ weiterlesen

Im Rahmen einer Partnerschaft wollen T-Systems und GFT gemeinsame Lösungen für die Fertigungsindustrie anbieten, mit denen Fehler in der Produktion schneller erkannt werden können.‣ weiterlesen

John Abel wechselt von Veritas zu Extreme Networks, wo er künftig die Position des CIOs wahrnehmen wird.‣ weiterlesen

Nach fünf Messetagen ging am Freitag die Hannover Messe zu Ende. Insgesamt 90.000 Teilnehmer haben sich für die digitale Edition der Industrieschau registriert. Auch ohne Präsenzveranstaltung zog die Deutsche Messe ein positives Fazit. Ein Ersatz sei die digitale Messe jedoch nicht, so Dr. Jochen Köckler, Vorstandsvorsitzender der Deutschen Messe. Die nächste Messe soll als Hybridveranstaltung teilnehmen.‣ weiterlesen

Produzierende Unternehmen brauchen Transparenz über Zusammenhänge, über Kosten und Erträge und die Prozessqualität. Business Intelligence ist die Antwort der Softwareanbieter für dieses Problem. Für SAP S/4Hana-Anwender könnte dafür insbesondere die SAP Analytics Cloud interessant sein.‣ weiterlesen

Seit gut eineinhalb Jahren betreibt Simus Systems eine Online-Plattform, auf der Auftraggeber und Auftragnehmer die Metallbearbeitung von Bauteilen kalkulieren - und das Interesse am Tool ist rege. Anwender laden ihr CAD-Modell hoch und erhalten eine valide Vorkalkulation des geplanten Bauteils.‣ weiterlesen

Erst die Interoperabilität von Maschinen und Anlagen ermöglicht Unternehmen die Teilhabe an neuen digitalen Strukturen und ist Grundvoraussetzung für neue digitale Geschäftsmodelle. Durch interoperable Schnittstellen können neue Maschinen effizienter integriert werden. Die VDMA-Studie ‘Interoperabilität im Maschinen- und Anlagenbau‘ zeigt die Relevanz von interoperablen Schnittstellen und dazugehörigen Standards in den Unternehmen.‣ weiterlesen

Im Gewerbebau gehört ein differenziertes Zutrittsmanagement zum Standard der meisten Ausschreibungen. Für Betriebe lohnt es, sich mit dem Thema zu beschäftigen. Denn die Infrastruktur sollte später neue Anforderungen im Besuchermanagement ohne hohe Mehrkosten abbilden können.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige