KIT: Konzept für Terahertz-Empfänger für 6G-Mobilfunknetze

09.09.2020 – Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben gemeinsam mit dem Diodenhersteller Virginia Diodes (VDI) in Charlottesville/USA einen besonders einfachen und kostengünstig herzustellenden Empfänger für Terahertz-Signale entworfen, die aus einer einzigen Diode bestehen und diese mit einem speziellen Signalverarbeitungsverfahren kombinieren. Damit ließe sich im Experiment eine Datenübertragungsrate von 115 Gbit/s auf einer Trägerfrequenz von 0,3 THz über eine Entfernung von 110 Metern erreichen, wie das Forscherteam in der Zeitschrift Nature Photonics berichtet.

KIT Terahertz Empfaenger 6G Mobilfunknetz
Mobilfunknetz der Zukunft: Extrem kleine Funkzellen („Radio cell“, orange) sind über drahtlose Terahertz-Verbindungen („High-capacity THz link“, grün) miteinander verknüpft. Abbildung: Institut für Photonik und Quantenelektronik (IPQ), Karlsruher Institut für Technologie (KIT) / Nature Photonics

Zukünftige Mobilfunknetze der sechsten Generation (6G) werden aus vielen kleinen Funkzellen bestehen. 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.

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.

www.kit.edu

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