Effizienter HF-Sender mit 20-facher Bandbreite für 5G

27. März 2017, 15:54 Uhr
Prototyp des neuen integrierten 5G-Senders. Bild: Aalto University
Prototyp des neuen integrierten 5G-Senders. Bild: Aalto University
Durch die stetige Zunahme von im Mobilfunknetz eingebuchten Geräten wird in Zukunft die Abdeckung einer Basisstation sinken, dafür aber ihre Anzahl steigen. Mehr und kleinere Basisstationen mit geringerem Energiebedarf aber werden den Preis senken und diese Technik mit der von Smartphones konvergieren lassen.

High-Tech kommt nicht immer rein aus dem Silicon Valley: Forscher der Aalto University (Finnland) haben in Kooperation mit der Tampere University of Technology (ebenfalls Finnland) und den Nokia Bell Labs einen neuartigen Sender für 5G-Mobilfunk entwickelt. Dieser Sender ist soweit digital gehalten wie möglich. Das Ausgangssignal wird erst in der letzten Verstärkerstufe in die analoge Form gebracht. Diese Technik ist nur dank der enormen Fortschritte bei den modernen Halbleiterprozessen möglich geworden, die es erlauben, das Signal fast durchweg digital bis fast zur Antenne zu bringen, wo es in elektromagnetische Strahlung umgewandelt wird.

Laut Jussi Ryynänen vom Aalto University Department of Electronics and Nanoengineering wurde hier eine komplett neuartige Integrierte Schaltung aufgelegt, die einen Sender ermöglicht, der eine verglichen mit üblichen 4G-Sendern um den Faktor 20 erhöhte Bandbreite bietet. Statt den üblichen 20 MHz Bandbreite kann der neue Sender 400 MHz abdecken und da sogar noch selektiv. Aus dieser Fähigkeit erwächst das Feature, statt einzelne Sender, die parallel mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden und die man selektiv nach Bedarf ein- und ausschalten kann, um Energie zu sparen, kann dies der neue Sender direkt erledigen, da die abgedeckten Frequenzbänder direkt steuerbar sind. Insgesamt steigt dabei sogar die Qualität der abgestrahlten Signale.


Der neue Sender erlaubt die selektive Spezifikation von Trägern in einem weiten Frequenzband von 400 MHz. Bild: Aalto University

 
Neuartige Basisstationen mit solchen Chips können so konstruiert werden, dass das Aushandeln von Frequenzen möglich wird, was bisher lediglich in einem festen Frequenzband möglich war. Die Forschungsprojekte wurden von Nokia und Tekes, der finnischen Behörde für Innovation finanziert. Die Forschungsresultate wurden Anfang Februar erstmals anlässlich der International IEEE Solid-State Circuits Konferenz in den USA vorgestellt.
 
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