Das Projekt 6GEM
Im Projekt „6G-Forschungs-Hub für offene, effiziente und sichere Mobilfunksysteme (6GEM)“ entwickeln die Ruhr-Universität Bochum, die RWTH Aachen, die TU Dortmund sowie die Universität Duisburg-Essen zusammen mit vier weiteren, außeruniversitären Partnern Anwendungsfelder und Funktionalitäten des zukünftigen Mobilfunkstandards 6G. Grundsätzliches Ziel hierbei ist es, Deutschland eine Vorreiterrolle in der Erforschung relevanter Schlüsseltechnologien zu sichern, um, mit Blick auf den problembehafteten Aufbauprozess des 5G-Netzes, eine möglichst hohe Souveränität von externen Dienstleistern zu bewahren.
Laborsystem für Joint Communication and Sensing
Unter dem Begriff des Joint Communication and Sensing (JCS) versteht man die technische Zusammenführung von Kommunikations- und Messsystemen, welche in der Folge über eine einheitliche, gemeinsame Hardware betrieben werden. Neben dem reduzierten Hardwareaufwand kann so v.a. erreicht werden, dass Kommunikationssystem (bspw. ein WLAN-Funknetz) und Messsystem (bspw. ein Radar) in einem gemeinsamen Frequenzband operieren. Dies erhöht die spektrale Effizienz des Gesamtsystems enorm und entlastet übernutzte Frequenzbänder.
Die Kombination von Kommunikations- und Messsignalen in einem einzigen System ruft jedoch neue Herausforderungen hervor, insbesondere mit Blick auf die Signalsynthese und -verarbeitung, da im JCS-System beide Funktionalitäten mit hinreichender Performanz funktionieren müssen und sich nicht gegenseitig behindern dürfen. Hierfür soll im Rahmen des Projekts 6GEM ein Laborsystem entwickelt und aufgebaut werden, mit dem das Zusammenspiel von Kommunikation und Sensoring erprobt und optimiert werden kann. Gegenwärtig wird hierfür mit WLAN- und 5G-Signalen sowie einem OFDM-Radar gearbeitet.
Entwicklung von Komponenten für breitbandige, stabile Synthesizer
Die besonderen Anforderungen der für 6G angedachten Features und Anwendungsfelder machen die Entwicklung breitbandiger, stabiler Hochfrequenzkomponenten notwendig, mit denen die gewünschten Funktionen realisiert werden können. Von hoher Wichtigkeit hierbei sind die Themen Oszillatoren, Modulatoren und digitale Ansteuerung. Daneben werden Mixed-Signal-Komponenten für Phasenregelschleifen entworfen, so beispielsweise Frequenzteiler, deren Teilungsfaktoren über weite Bereiche einstellbar sind. Die Realisierung dieser Komponenten erfolgt häufig on-chip in Form von integrierten Schaltungen. Ein besonderes Augenmerk wird auf Geschwindigkeit, Flexibilität und ein geringes Phasenrauschen gelegt, um Funktionalität auch bei hohen Frequenzen sowie die Integrität des Datensignals zu garantieren.
Danksagung
Dieses Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderbekanntmachung „6G-ForschungsHubs; Plattform für zukünftige Kommunikationstechnologien und 6G“ unter dem Förderkennzeichen 16KISK038 gefördert.