Channel Sounding

Massive-MIMO

Massive-MIMO (M-MIMO) hat im 5G-Ökosystem deutlich an Aufmerksamkeit gewonnen. Um das erwartete Systemverhalten hinsichtlich der System-Level-Summen-Datenrate, der Nutzer-Blockfehlerrate (BLER) oder der Menge der gleichzeitig aktiven Nutzer realistisch auswerten zu können, müssen wir dafür sorgen, dass die Funkausbreitung genau modelliert wird. Hier am Fraunhofer HHI bieten wir unser Channel Sounding Know-how, um Kanalmessdaten zu erfassen, aber auch Kanalmodelle für M-MIMO zu entwickeln und zu validieren. Dies umfasst umfangreiche Messkampagnen in städtischen, ländlichen oder geschlossenen Umgebungen. Selbst entwickelte Messgeräte wie das HIRATE Channel Sounding System in Verbindung mit geschalteten Mehrantennensystemen ermöglichen es uns, richtungsaufgelöste Kanalimpulsantworten mit hoher Genauigkeit zu messen.

mm-Welle

Die traditionellen Mobilfunk-Frequenzbänder unterhalb von 6 GHz reichen nicht aus, um den Ratenanforderungen zukünftiger Anwendungen und der wachsenden Anzahl von Endgeräten gerecht zu werden. Im Rahmen der 5G-Entwicklung wird deshalb die Verwendung von Frequenzressourcen im Millimeterwellenbereich bis 100 GHz angestrebt, um die Übertragungsbandbreiten substantiell zu erhöhen und die Netzwerkkapazität drastisch zu steigern. Allerdings unterscheiden sich die Ausbreitungseigenschaften von Millimeterwellen signifikant von den Ausbreitungseigenschaften in den Bändern unterhalb von 6 GHz. Insbesondere der Freiraum-Pfadverlust sowie Transmissionsverluste durch Wände nehmen mit der Frequenz deutlich zu. Um genaue Kanalmodelle für den Entwurf, die Bewertung und die Standardisierung der 5G-Millimeterwellentechnologie zu entwickeln, sind Messkampagnen erforderlich, die detaillierte und zuverlässige Informationen über die Kanaleigenschaften bereitstellen.

Am Fraunhofer HHI verwenden wir mehrere hochflexible Mess-Setups (Channel Sounder) auf Basis selbst entwickelter Hardware und Messgeräte zur Durchführung von Kanalmessungen in Millimeterwellen-Frequenzbändern bis 100 GHz. Sie bieten hohe Prozessgewinne und erreichen so trotz des hohen Pfadverlusts einen großen Dynamikbereich. Die korrelationsbasierten Setups unterstützen Bandbreiten bis zu 1,5 GHz und hohe Wiederholungsraten, um zeitvariante Kanäle zu beobachten und große, statistisch zuverlässige Datensätze zu sammeln. Parallele Sende- und Empfangskanäle ermöglichen die simultane Messung von mehreren Frequenzbändern, was sich besonders gut zur Untersuchung der Frequenzabhängigkeit von Kanaleigenschaften eignet. Wir verwenden neuartige Techniken basierend auf der schnellen Erfassung von virtuellen Arrays, um genaue Richtungsinformationen mit außergewöhnlich feiner Winkelauflösung zu gewinnen.