AntennenstrukturAntenne in der AntennenmesskammerGain versus phase and number of elements plotMassive-MIMO SetupMassive MIMO Kanal

Kommunikationssysteme

Der stetig steigende Bedarf, schnelle drahtlose Datenverbindungen überall nutzen zu können, ist einer der wichtigsten Treiber für breitbandige und hochkanalige Kommunikationssysteme. Der Forschungsschwerpunkt am Institut liegt dabei in der Entwicklung von innovativen HF-Systemansätzen für Massive-MIMO und für die mobile Satellitenkommunikation.

Massive-MIMO
Kommunikationssysteme mit vielen mobilen Endgeräten, in denen die zentrale Basisstation mit einer sehr großen Anzahl von Empfangsantennen ausgestattet ist (sogenanntes "massive MIMO"), gewinnen mehr und mehr an Bedeutung. Die Herausforderungen beim Entwurf solcher Systeme liegen in der Gewinnung von Kanalzustandsinformationen und in der Reduktion des Realisierungsaufwands. Diese Probleme können durch die Anwendung inkohärenter Empfänger gelöst werden. Dabei wird insbesondere die Wechselwirkung zwischen den aufwandsgünstigen analogen HF-Frontends und den verwendeten Mehrbenutzer-Detektionsalgorithmen erforscht. Zu den Schwerpunkten gehören der Ausbreitungskanal, die Antennenkonfiguration, die Systemauslegung und die Systemeinflüsse von HF-Frontends.

Satellitenkommunikation
Neueste Entwicklungen zeigen, dass Satellitenkommunikationsdienste dafür verstärkt höhere Betriebsfrequenzen im mm-Wellenbereich nutzen, um größere Bandbreiten für eine Vielzahl von Endnutzern bereitzustellen. Gleichzeitig erlaubt die mögliche Miniaturisierung der mobilen Antennensysteme eine einfachere Integration in die Außenhaut von Flugzeugen, Schiffen und Zügen. Darüber hinaus ist die Anbindung dünn besiedelter Regionen oder terrestrisch isolierter Krisengebiete an schnelle Datennetze relativ kostengünstig und bedarfsorientiert durch Satellitenkommunikationssysteme realisierbar. Herkömmliche Systemarchitekturen, die sich bei niedrigen Frequenzen etabliert haben, zeigen sich jedoch häufig im mm-Wellenbereich als weniger gut geeignet, vor allem bei elektronisch schwenkbaren Gruppenantennen mit großer Elementanzahl.

Kompetenzen

  • Kanalmodellierung für Mehrbenutzer-Massive-MIMO-Systeme
  • Entwicklung von skalierbaren und flexiblen Mehrantennensystemen
  • Entwurf und Charakterisierung von hochintegrierten und aufwandsgünstigen HF-Frontends

Förderprojekte

  • DFG-Projekt: „Aufwandsgünstige HF-Frontends und inkohärente Detektionsverfahren für Massive MIMO“