Artikel-Filter
HMI
IFA

5G noch nicht mal ausgerollt, da kommt schon 6G

Hohe Datenübertragung bei niedrigen Kosten

KIT - Künftige Mobilfunknetze der sechsten Generation (6G) werden aus vielen kleinen Funkzellen bestehen. Um sie drahtlos zu verbinden, bieten sich Frequenzen im Terahertz-Bereich (THz) an. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben ein neuartiges Konzept für einfache und kostengünstige Terahertz-Empfänger entwickelt, die aus einer einzigen Diode bestehen und diese mit einem speziellen Signalverarbeitungsverfahren kombinieren. Damit lässt sich im Experiment eine Datenübertragungsrate von 115 Gbit/s auf einer Trägerfrequenz von 0,3 THz über eine Entfernung von 110 Metern erreichen.

Auf 5G wird 6G folgen: Die sechste Generation des Mobilfunks verspricht noch 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 Technologien für 6G forscht.

Hohe Datenraten – Geringer Elektrosmog

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.

Allerdings sind die entsprechenden Empfänger noch vergleichsweise komplex und dementsprechend teuer. Zudem stellen sie häufig den Engpass für die erreichbare Bandbreite dar. Forschende 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 (VDI) in Charlottesville / USA einen besonders einfachen und kostengünstig herzustellenden Empfänger für Terahertz-Signale entworfen.

Höchste Datenrate mit drahtloser THz-Übertragung

„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.

Diese 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 115 Gbit/s auf einer Trägerfrequenz von 0,3 THz. „Dies ist die höchste Datenrate, die bis jetzt mit drahtloser Terahertz-Übertragung über mehr als 100 Meter demonstriert wurde“, erläutert Füllner. Der am KIT entwickelte Terahertz-Empfänger zeichnet sich durch seinen einfachen Aufbau aus und bietet sich für eine kostengünstige Herstellung in großen Stückzahlen an.

PREVIEW onlinePressekontakt
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Monika Landgraf
Leiterin Gesamtkommunikation
Pressesprecherin
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
T. 0721 – 608 - 41105
presse@kit.edu



Download

Mobilfunknetz der Zukunft: Extrem kleine Funkzellen („Radio cell“, orange) sind über drahtlose Terahertz-Verbindungen („High-capacity THz link“, grün) miteinander verknüpft.
Quelle: IPQ, KIT/Nature Photonics
ANZEIGE
ANZEIGE


Transparente Solarzellen von der Rolle

Organischen Photovoltaik: Neuer Rekord
Fraunhofer - Die Forschung im Bereich der Organischen Photovoltaik arbeitet mit Nachdruck daran, die Wirkungsgrade weiter zu erhöhen. Neue Materialien aus der synthetischen organischen Chemie haben in den ...



Erster KI-Zwilling – So sparen Firmen nicht nur Geld

Weltpremiere auf dem DEUTSCHEN INNOVATIONSGIPFEL
ORS GROUP - Ab sofort können Unternehmen navigieren, wie ein Pilot seinen Flieger. KI macht´s möglich. Selbst auf spontane Ereignisse - wie zum Beispiel die Corona-Krise - schlägt die KI-Lösung der ...



UNFOLDED live - Der Zukunftskongress

Nachhaltigkeit, neue Papiere, kompostierbare Verpackung
PREVIEW online - Nie waren Innovationen so wichtig, wie heute. Da es ein „Weiterso“ nach der Pandemie nicht geben darf, wird dem DEUTSCHEN INNOVATIONSGIPFEL (DIG) am 10. März 2021 in München eine noch größere Bedeutung ...



Notebook für robustes Arbeiten

Samsung bringt sein Galaxy Tab Active3
PREVIEW online - Galaxy Tab Active3 stellt Samsung ein neues Tablet in der Kategorie der Ruggedized Devices vor. Das robuste Tablet in schlankem, kompaktem und mobilem Design eignet sich für den Einsatz in ...



Technisch höchste Standards

Mit Highspeed in den Supercup
PREVIEW online - DTAG – Highspeed im Netz und auf dem Rasen: vor dem deutschen Supercup 2020 lassen die Telekom und der FC Bayern München die Allianz Arena erleuchten – in Magenta mit einem T5G-Logo. Mit der Illumination ...



Wie Technik den Tourismus beflügeln kann

Erster europäischer 5G AR-Hackathon
PREVIEW online - Der vom digihub Düsseldorf / Rheinland, Huawei Deutschland und weiteren Partnern (u.a. Landeshauptstadt Düsseldorf, China Kompetenzzentrum, Tourismus NRW e.V.) veranstaltete 5G Augmented Reality (AR) ...



Visitenkarten waren gestern

Schüler transformieren sie ins digitale Zeitalter
PREVIEW online - Eher man seine Visitenkarte aus der Tasche kramt – wenn man überhaupt eine bei sich hat –, haben Davis Zöllner und Berkay Cankiran ihre erwünschten Kontaktdaten bereits zehnmal übermittelt. Mit ihrem ...



ANZEIGE
Presse-Mitteilungen   RSS-Feed
ANZEIGE
About
PREVIEW online ist ein multimediales News-Portal für technisch Interessierte.
Ohne langes Suchen und Site-hopping finden Sie hier gewünschte Informationen. Mit einem Blick sehen Sie auf PREVIEW online sofort, welche Medien zu den jeweiligen Themen vorhanden sind. Eine optimale Kombination aus Kategorien, Schlagwort- und Volltextsuche erleichtert Ihnen das Finden gewünschter Informationen erheblich. Wenn Sie Wichtiges über Themen, Unternehmen, News, die Sie interessieren, nicht verpassen möchten, abonnieren Sie sich unseren NEWS-Allert.
Alle Infos sind nur 1 Klick entfernt - das ist PREVIEW online.
IMPRESSUM / DATENSCHUTZ