Energieeffiziente rekonfigurierbare intelligente Oberflächen für die 6G-Kommunikation

Projekt GLEMORIS

Laufzeit: 07/2025 - 06/2028

Rahmenwerk für die technische Zusammenarbeit im Bereich RIS-Technologie zwischen Taiwans CCU, dem deutschen Fraunhofer IPMS (Dresden) und dem Fraunhofer HHI (Berlin)
© Glemoris project
Rahmenwerk für die technische Zusammenarbeit im Bereich RIS-Technologie zwischen Taiwans CCU, dem deutschen Fraunhofer IPMS (Dresden) und dem Fraunhofer HHI (Berlin)

In einer zunehmend vernetzten Welt wächst der Datenbedarf exponentiell. Um dieser Herausforderung zu begegnen, konzentriert sich das Projekt Glemoris auf die Entwicklung rekonfigurierbarer intelligenter Oberflächen (RIS) als Schlüsseltechnologie für die nächste Generation der drahtlosen Kommunikation. Diese Technologie ermöglicht eine dynamische Anpassung der Signalübertragung, um die Effizienz und Kapazität von Kommunikationsnetzen deutlich zu steigern.

Das Hauptziel des Glemoris-Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen, energieeffizienten HF-Schalters, der die Anforderungen an die Signalübertragung von 6G-Netzen erfüllt. Durch den Einsatz fortschrittlicher CMOS-Technologie und innovativer Designmethoden werden wir die Energieeffizienz der verwendeten Komponenten maximieren und gleichzeitig die Kommunikationsqualität verbessern.

Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit zwischen der National Chung Cheng University (CCU) in Taiwan und den Fraunhofer-Instituten IPMS und HHI in Deutschland durchgeführt. Die Partnerschaft soll nicht nur den technologischen Fortschritt fördern, sondern auch den Austausch zwischen Studierenden und Forschenden erleichtern. Diese internationalen Erfahrungen werden die Innovationskraft der Projektpartner stärken und den Wissensaustausch fördern.

Wichtigste Ziele:

  1. Entwicklung eines energieeffizienten HF-Schalters: Ziel ist es, den Stromverbrauch des Schalters auf weniger als 1 W zu senken und gleichzeitig eine hohe Leistung und schnelle Schaltzeiten zu erreichen.
  2. Integration von HF-Schaltern in RIS-Elemente: Die Entwicklung von Steuerungsalgorithmen zur dynamischen Anpassung der Signalübertragung wird die Effizienz und Flexibilität des Systems erhöhen.
  3. Systemtests und Validierung: Es werden umfangreiche Tests in realistischen Szenarien durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit der entwickelten Technologien zu demonstrieren.

Zusammenarbeit und Austausch

Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist der Austausch von Studierenden und Forschenden zwischen Taiwan und Deutschland. Dieser Austausch wird nicht nur das technische Wissen erweitern, sondern auch die internationale Zusammenarbeit stärken und den kulturellen Horizont der Teilnehmenden erweitern.

Projektergebnisse und Perspektiven

Zu den erwarteten Ergebnissen des Projekts zählen nicht nur technologische Innovationen im Bereich der HF-Kommunikation, sondern auch die Entwicklung neuer Schulungsformate und Technologien, die für zukünftige Anwendungen in Smart Cities und IoT-Netzwerken von entscheidender Bedeutung sein werden. Das Glemoris-Projekt positioniert sich damit als Vorreiter bei der Entwicklung nachhaltiger und leistungsstarker Kommunikationstechnologien für die Zukunft.

Fraunhofer IPMS im Projekt GLEMORIS

Das Fraunhofer IPMS bringt umfangreiche Expertise in der Entwicklung und Charakterisierung von integrierten Schaltungen (ICs) mit, insbesondere im Bereich der ultraniedrigen Leistungs-RF-Schalter. Im Rahmen des Glemoris-Projekts wird das IPMS die Federführung in der Gestaltung und Implementierung der ICs übernehmen, die für die Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS) entscheidend sind. Die Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung von CMOS-Schaltern, die eine signifikante Reduzierung des Energieverbrauchs ermöglichen, ohne Kompromisse bei der Leistung einzugehen.

Ein zentrales Ziel des IPMS ist es, innovative Schaltungen zu entwerfen, die speziell für die Anforderungen von 6G-Netzen optimiert sind. Diese Schalter werden nicht nur den Energieverbrauch auf unter 1 W senken, sondern auch eine hohe Schaltgeschwindigkeit von weniger als 1 µs für RF-Steuerungen erreichen. Die Charakterisierung dieser Schalter erfolgt durch modernste Messmethoden in den hauseigenen Labors, die eine präzise Evaluierung der Leistungsparameter in realistischen Szenarien ermöglichen.

Darüber hinaus wird Fraunhofer IPMS die Integration der entwickelten ICs in die RIS-Module unterstützen, um sicherzustellen, dass die Systeme optimal auf die jeweiligen Kommunikationsanforderungen abgestimmt sind. Durch enge Kooperationen mit den Partnern in Taiwan und die Durchführung von Systemtests wird das IPMS wesentlich dazu beitragen, die technologischen Ziele des Glemoris-Projekts zu erreichen und die Grundlagen für zukünftige Anwendungen in der drahtlosen Kommunikation zu legen.

Weitere Informationen

Fraunhofer IPMS

300 mm Mikro- und Nanoelektronik: RF-Charakterisierung