6G-LICRIS

Rekonfigurierbare Oberflächen erweitern 6G-Netzabdeckung

Motivation

Der zukünftige Mobilfunkstandard 6G ermöglicht viele neue Anwendungen und eine zunehmende Vernetzung von Geräten. Die Nutzung hoher Frequenzbereiche erhöht die maximal erreichbare Bandbreite bei der Datenübertragung in 6G-Netzen. Eine Herausforderung stellen Energieverluste auf der Funkstrecke und Funkabschattungen dar, die zum Beispiel durch Gebäude verursacht werden. Dadurch sinkt die mögliche Netzabdeckung im Vergleich zur Nutzung von tieferen Frequenzen deutlich. Um diese Nachteile zu kompensieren, kann die Anzahl an aktiven Sendeantennen im Abdeckungsgebiet erhöht werden. Eine andere Lösung besteht darin, die Ausbreitung der Funkwellen intelligent zu beeinflussen. Vielversprechend sind hierfür sogenannte rekonfigurierbare Oberflächen, welche zum Beispiel an einer Hauswand angebracht werden. Diese können ihre Oberflächeneigenschaften verändern, um die Reflexion von 6G-Funkwellen gezielt zu steuern. Außerdem ist dieses Verfahren wesentlich energiesparender, da weniger aktive Sendeanlagen notwendig sind.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Vorhabens „Liquid Crystal Reconfigurable Intelligent Surfaces“ (6G-LICRIS) ist es, rekonfigurierbare Oberflächen zu entwickeln. Dazu werden neue Materialien entwickelt, die auf Flüssigkristallen basieren. Im Vergleich zu Halbleitermaterialien eignen sich diese besser für höhere Frequenzen. Die neu entwickelte Technologie wird in ein Test-Mobilfunknetz eingebunden, um die Funkwellenausbreitung mittels der reflektierenden Oberflächen zu erforschen. Abschließend wollen die Forschenden die 6G-LICRIS-Technologie in eine reale Funkumgebung integrieren, um Ende-zu-Ende-Datenübertragungen im realen Mobilfunknetz zu demonstrieren.

Konfigurierbare Oberfläche reflektiert 6G-Funkwellen zum Nutzer
© Shutterstock / gerasch communication

Innovationen und Perspektiven

Die Nutzung hoher Frequenzbereiche ist ein wichtiger Bestandteil zukünftiger Funksysteme, insbesondere für 6G. Dabei wird es unumgänglich sein, Eigenschaften der Wellenausbreitung in den neuen Nutzungsszenarien zu berücksichtigen. Die im Vorhaben zu entwickelnde Technologie kann hier zukünftig als energieeffiziente Variante eingesetzt werden und dazu beitragen, die Anzahl von aktiven Antennen gering zu halten. Insbesondere in dicht besiedelten Gebieten und in der Industrie können die konfigurierbaren Oberflächen effektiv und zielgerichtet eingesetzt werden. Sie helfen dabei, die Netzabdeckung zu verbessern und das Mobilfunknetz an sich ändernde Funkübertragungsanforderungen dynamisch anzupassen. Die Erforschung und Bereitstellung neuartiger Flüssigkristalle am Standort Deutschland trägt darüber hinaus zur technologischen Souveränität in Deutschland und Europa bei.

Partner im 6G-LICRIS:

  • Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG, München
  • Ericsson Antenna Technology Germany GmbH, Rosenheim
  • MERCK Merck KGaA, Darmstadt
  • IMST GmbH, Kamp-Lintfort
  • BROWN-IPOSS GmbH, Bonn
  • Fraunhofer HHI, Berlin
  • Universität Stuttgart
  • Technische Universiät Berlin
  • Ericsson Germany GmbH (EDD), Herzogenrath (assoziierter Partner)
  • Airbus Defence and Space GmbH, München (assoziierter Partner)
  • Robert Bosch GmbH, Hildesheim (assoziierter Partner)
  • NXP Semiconductors Germany GmbH, Hamburg (assoziierter Partner)
  • m4 wireless GmbH, Berlin (assoziierter Partner)

Förderung

6G-LICRIS wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms „6G-Industrieprojekte zur Erforschung von ganzheitlichen Systemen und Teiltechnologien für den Mobilfunk der 6. Generation“ gefördert.