5G und 6G RIS: Rekonfigurierbare intelligente Oberflächen untersuchen

Anbieter zum Thema

Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG

FAULHABER Antriebssysteme

Cadlog Group

Eurocircuits GmbH

Mobilfunkabdeckung verbessern: Forscher haben in umfangreichen Tests an RIS-Oberflächen deren Funktionalität und Leistungskennzahlen untersucht. Die Erkenntnisse dienen als Orientierung für künftige Designs.

In weitläufigen Umgebungen sind drahtlose Signale instabil. Dabei wird die Signalreichweite von einer begrenzten Signalstärke und von Objekten beeinflusst. Abhilfe versprechen rekonfigurierbare intelligente Oberflächen (RIS). Sie lassen sich an Oberflächen anbringen und drahtlose Signale auf bestimmte Bereiche umlenken. Die Phase elektromagnetischer Wellen lässt sich dabei so variieren, dass Signale in blinde Flecken umgelenkt werden.

Gerade mit Blick auf den Mobilfunkstandard 5G und dem aktuellen Release 16 sowie an der nächsten Generation 6G spielen die RIS eine wichtige Rolle.

RIS-Oberflächen im Fokus der 6G-Forschung

Aufgrund geringer Kosten sowie Energieverbrauchs und der einfachen Implementierung sind RIS-Oberflächen in den Fokus der 6G-Forschung gerückt und zu einem aussichtsreichen Technologiekandidaten für die nächste Mobilfunkgeneration geworden. Rohde & Schwarz hat zusammen mit der Tsinghua-Universität und Actenna Technology RIS getestet. Bei der technischen Erprobung wurden hauptsächlich die Auswirkungen und die Leistungsfähigkeit von Sub-6-GHz-RIS- und Millimeterwellen-RIS-Oberflächen in verschiedenen Innen- und Außen-Szenarien bewertet.

Die Tests erfolgten unter unterschiedlichen Bedingungen: mit und ohne RIS, unterschiedliche Einfalls- und Reflexionswinkel oder verschiedene Abstände zu den RIS-Oberflächen. Dabei wurden Performance-Index-Parameter wie RSRP (Reference Signal Received Power, Empfangsleistung), Durchsatz und weitere dokumentiert.

Test im Innenraum und im Freien

Unterteilt wurden die RIS-Tests in Innenraum und Außen-Tests. Im Innenraumtest kamen hauptsächlich RIS-Testpersonen und -Messgeräte zum Einsatz. Die Testpersonen verwendeten Produkte des professionellen RIS-Ausrüsters Actenna Technology. Diese umfassten ein 860 mm x 860 mm großes Sub-6-GHz-RIS-Array bestehend aus 20 x 20 Elementen und ein 180 mm x 180 mm großes Millimeterwellen-RIS-Array bestehend aus 32 x 32 Elementen.

Dabei kamen Messgeräte wie der Vektorsignalgenerator R&S SMW200A zum Einsatz, um 5G-Referenztestsignale in verschiedene Frequenzbänder zu übertragen. Mit dem R&S TSME6 Drive Test Scanner wurden RSRP und andere Parameter gemessen. Durch Variieren der Testbedingungen konnten die Tester die Performance-Kennzahlen ermitteln, unter denen die RIS-Oberflächen die jeweiligen Design-Erwartungen am besten erfüllten.

Beim Test im Freien wurde eine reale Netzumgebung genutzt. Das war entweder ein Sub-6-GHz- oder ein Millimeterwellennetz. Die QualiPoc-Software und -Drive-Test-Endgeräte haben RSRP und den Durchsatz gemessen. Mit Hilfe eines R&S TSME6 Drive Test Scanners wurde festgestellt, ob die RIS-Oberflächen Herausforderungen wie die Abdeckung blinder Flecken in einer realen Netzumgebung bewältigen können.

Darüber hinaus wurde im Test die Performance der RIS-Oberfläche in einer Schirmkammer ermittelt. Dabei kamen ein R&S SMW200A Vektorsignalgenerator als Signalquelle und ein R&S FSW43 Signal- und Spektrumanalysator zur Messung der Antennen-Richtcharakteristik und des Nachbarkanalleistungsabstands (Adjacent Channel Leakage Ratio, ACLR) zum Einsatz.

(ID:48705212)