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5G & Breitbandtechnologien

5G stellt die nächste Revolution in der drahtlosen Kommunikation dar. Der 5G-Standard unterstützt eine breite Palette von Anwendungsszenarien in drei Kategorien:

  • Enhanced Mobile Broadband (eMBB): traditionelle Anwendungen für Smartphone-Nutzer, jedoch mit höherer Übertragungsgeschwindigkeiten bis 20 Gbps und hohen Nutzerdichten.
  • Ultra-Reliable Low-Latency Communications (URLLC): Unterstützung von zuverlässiger Machine-to-Machine (M2M) Kommunikation mit einer Latenzzeit von 1 ms für Steuerungs- und Regelungssysteme auf Basis von Funkverbindungen zur Koordinierung von autonomen Fahrzeugen oder neuen Produktionsprozessen in Fabriken der Industrie 4.0.
  • Massive Machine Type Communications (mMTC): Unterstützung einer großen Anzahl von Geräten mit einer relativ geringen Menge an zeitkritischen sensiblen Daten. Die Geräte müssen kostengünstig sein und eine lange Batterielebenszeit aufweisen. Typische Anwendungsfälle sind das Internet of Things (IoT) oder Sensornetzwerke.

5G-Netze benötigen eine wesentlich bessere Energieeffizienz durch weitere Verringerung der Zellgrößen und Erhöhung der spektralen Effizienz auf bis zu  30 bps/Hz mittels massiver MIMO Systeme. Die Aktivierung von neuen Frequenzbändern mit Millimeterwellen-Frequenzen über 28 GHz erfordert neue Chipdesigns und Signalverarbeitungsalgorithmen auf der Sender- und Empfängerseite.

Die Forschung am AIT konzentriert sich auf die beiden folgenden Bereiche: