Breitband-Datenübertragung für den Mobilfunk der 6. Generation

Hybrides Dual-Analog-Beamforming für Mehrnutzerbetrieb Breitband-Datenübertragung für den Mobilfunk der 6. Generation

07.01.2025 Von Bernhard Lück 1 min Lesedauer

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Fraunhofer-Insitut für Nachrichtentechnik Heinrich-Herz-Insitut

Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik

Die Fraunhofer-Institute für Angewandte Festkörperphysik IAF und für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI sowie LG Electronics haben gemeinsam einen hochmodernen Front-End-Prototyp (Radio-Head) entwickelt, der mehr als 50 dBm (100 W) EIRP-Ausgangsleistung liefert.

Die Institute Fraunhofer IAF und HHI haben mit LG Electronics einen erfolgreichen Versuch von D-Band-Hybrid-Beamforming mit zweikanaligen analogen Beamforming-Front-Ends durchgeführt.(Bild: Fraunhofer HHI) — Die Institute Fraunhofer IAF und HHI haben mit LG Electronics einen erfolgreichen Versuch von D-Band-Hybrid-Beamforming mit zweikanaligen analogen Beamforming-Front-Ends durchgeführt.
(Bild: Fraunhofer HHI)

Im Dezember 2024 haben Forschende der Institute Institute Fraunhofer IAF und HHI gemeinsam mit LG Electronics einen Versuch von D-Band-Hybrid-Beamforming (Strahlsteuerung) mit zweikanaligen analogen Beamforming-Front-Ends durchgeführt. Damit, so die Partner, sei ein Meilenstein in der Breitband-Datenübertragung bei 160 GHz erreicht worden. Durch diesen technologischen Fortschritt könnten robuste Verbindungen trotz Unterbrechung der Sichtverbindung unterstützt und gleichzeitig mehrere Nutzer effizient versorgt werden.

Die 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 3-D-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.

Durch einen 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, so die Partner, seien ein bedeutender Fortschritt in der Erforschung drahtloser Kommunikationstechnologien und ein Beitrag dazu, die Entwicklung der nächsten Mobilfunknetzgeneration (6G) voranzutreiben.

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Stand: 08.12.2025

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