Industrieprojekt "MassIMO"

Mehrantennensysteme fĂŒr die nĂ€chste Mobilfunkgeneration 6G

Motivation

Als SchlĂŒsseltechnologien fĂŒr die Digitalisierung nehmen Kommunikationssysteme eine tragende Rolle auf dem Weg zur hypervernetzen Wirtschaft und Gesellschaft ein. Diese Vernetzung von GerĂ€ten schreitet immer weiter voran, im industriellen wie im privaten Umfeld. Beispiele hierfĂŒr sind die sogenannten Campus-Netze, die Vernetzung im „Internet der Dinge“ (IoT) oder auch das Szenario einer smarten Stadt. FĂŒr die Kommunikation werden dabei Funknetze eingesetzt, welche flexible Anwendungsmöglichkeiten bieten. Um der immer weiter steigenden Anzahl an Teilnehmenden zuverlĂ€ssige Verbindungen und hohe Datenraten bereitstellen zu können, bedarf es eines nachhaltigen Ansatzes fĂŒr die Skalierung der eingesetzten Funknetze.

Ziele und Vorgehen

Das Ziel des Verbundprojekts „Cell Free Massive MIMO Systems (MassIMO)“ ist die Entwicklung eines verteilten Mehrantennensystems. In aktuellen Systemen sind die FunkzugĂ€nge in definierte Bereiche, sogenannte Funkzellen, unterteilt. Im Gegensatz dazu wird im Projekt „MassIMO“ ein zellfreier Ansatz verfolgt, in dem EndgerĂ€te unabhĂ€ngig von definierten Funkzellen durch mehrere FunkzugĂ€nge bedient werden. Es wird ein funktionales Gesamtsystem, bestehend aus verteilten Funkzugangsknoten (APUs) und einer virtuellen Funkzugangseinheit (RAN-Unit) entwickelt, mit dem die Vorteile der neuen Netzarchitektur untersucht und demonstriert werden können. Erwartet werden hohe Datenraten, hohe ZuverlĂ€ssigkeit und geringe Latenzen. Speziell gegenĂŒber aktuellen Mehrantennensystemen wird eine Steigerung der Energieeffizienz angestrebt. Dies wird durch die Entwicklung einer neuen Halbleitertechnologie, welche fĂŒr die Hochfrequenz-LeistungsverstĂ€rker eingesetzt wird, und die energieeffiziente Realisierung von Komponenten in integrierten Schaltungen erreicht. ZusĂ€tzlich werden SchaltungsansĂ€tze realisiert, mit denen die Verlustleistung reduziert werden kann, wenn keine DatenĂŒbertragung stattfindet.

Innovationen und Perspektiven

Die im Projekt entwickelte funktionale Demonstration eines zellfreien Mehrantennensystems liefert einen wichtigen Beitrag fĂŒr die zukĂŒnftige Struktur des Mobilfunknetzes der 6. Generation. Zudem tragen die entwickelten Komponenten und der Aufbau von Fachwissen in den Bereichen Halbleiter und Hochfrequenz zu einer StĂ€rkung der technologischen SouverĂ€nitĂ€t von Deutschland und Europa bei.

Eine dichte Vernetzung ist Voraussetzung fĂŒr eine smarte Stadt.