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Nicht-terrestrische Netze und 5G-Satellitenkommunikation Fraunhofer IIS zeigt 5G-NTN-Ver­bin­dung im Ka-Band über GEO-Satellit

Von Paula Breukel 2 min Lesedauer

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Ein Kommunikationstest zeigt 5G-Datenraten bis 137 Mbit pro Sekunde über den geostationären Satelliten Heinrich Hertz. Im Fokus stehen Bandbreite, Beam-Handover und die Rolle von GEO-Systemen in künftigen 3D-Netzen.

Tests in Erlangen: Speziell entwickelte 5G-Sende- und Empfangstechnik verbindet terrestrische Infrastruktur mit dem GEO-Satelliten Heinrich Hertz und demonstriert Beam-Handover im Ka-Band.(Bild: ©  NicoElNino - stock.adobe.com)
Tests in Erlangen: Speziell entwickelte 5G-Sende- und Empfangstechnik verbindet terrestrische Infrastruktur mit dem GEO-Satelliten Heinrich Hertz und demonstriert Beam-Handover im Ka-Band.
(Bild: © NicoElNino - stock.adobe.com)

Sende- und Empfangsantennen der Satellitenbodenstation am Fraunhofer IIS in Erlangen für Tests der Heinrich Hertz Mission.(Bild:  Fraunhofer IIS)
Sende- und Empfangsantennen der Satellitenbodenstation am Fraunhofer IIS in Erlangen für Tests der Heinrich Hertz Mission.
(Bild: Fraunhofer IIS)

Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS hat im April 2026 eine breitbandige 5G-Verbindung für nicht-terrestrische Netze realisiert. Die Tests liefen über den geostationären Kommunikationssatelliten Heinrich Hertz im Rahmen einer Mission des DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt).

Das Sende- und Empfangssystem befand sich am Institutsstandort in Erlangen. Ziel war eine Ende-zu-Ende-Übertragung im Frequenzbereich n512 (Ka-Band), einem Spektrum im Gigahertzbereich mit hoher Bandbreite.

Datenraten und 3GPP-Release-18-Integration

Die Verbindung basierte auf „3GPP Release 18“ des 5G-Standards. Getestet wurden Kanalbandbreiten zwischen 50 und 100 Megahertz. Dabei erreichte das Team Datenraten von bis zu 137 Mbit pro Sekunde.

GEO-Satelliten eignen sich vor allem für Anwendungen mit geringeren Latenzanforderungen, etwa Streaming oder Softwareverteilung. In künftigen 3D-Netzen, die terrestrische Mobilfunknetze mit Satelliten verbinden, können sie als kapazitätsstarker Überbau dienen und Ausfälle terrestrischer Infrastruktur kompensieren.

Anpassungen für das Ka-Band

Während das Ka-Band in klassischer Satellitenkommunikation etabliert ist, gilt die Übertragung von 5G-Signalen in diesem Frequenzbereich als technisch schwierig. Gateways mit integrierter 5G-Basisstation und NTN-Terminals stehen derzeit kaum kommerziell zur Verfügung.

Für den Versuch entwickelte das Forschungsteam speziell angepasste Sende- und Empfangstechnik. Damit gelang eine Übertragung mit Bandbreiten bis 100 Megahertz. Die Demonstration liefert Hinweise, wie sich Satelliten künftig in bestehende 5G-Infrastrukturen integrieren lassen.

Beam-Handover für mobile Nutzungsszenarien

Ein Schwerpunkt lag auf dem Handover zwischen Satellitenbeams. Moderne GEO-Satelliten nutzen zahlreiche Spot-Beams, um die Erdoberfläche gezielt auszuleuchten. Beim Wechsel zwischen diesen Abdeckungsbereichen muss die Verbindung stabil bleiben, insbesondere für mobile Szenarien wie Flugzeuge oder Schiffe.

Im Experiment gelang erstmals ein Inter-Beam-Handover im FR2-Spektrum, dem Frequenzbereich oberhalb von 24 Gigahertz. Die Funktion wurde sowohl in der Basisstation „gNodeB“ als auch im Endgerät implementiert. Beide Systeme basieren auf einer softwaredefinierten Architektur mit Erweiterungen für hohe Kanalbandbreiten und Beam-Wechsel.

Förderung durch das Bundesministerium

Die Arbeiten erfolgten mit Förderung des Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Die Ergebnisse liefern technische Grundlagen für hybride Netze aus terrestrischer und satellitengestützter Infrastruktur, die globale Konnektivität ohne flächendeckende Funklöcher ermöglichen sollen.

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