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Multi-Gigabit-Kommunikation bei THz-Frequenzen

Der Channel Sounder

Channel Sounder

Seit 2004 befasst sich die Arbeitsgruppe Mobilfunksysteme mit der Informationsübertragung bei THz-Frequenzen. Den Schwerpunkt bilden die Modellierung der Wellenausbreitung und die Simulation des Funkkanals. Für die messtechnische Verifikation steht seit 2016 der weltweit erste MIMO Channel Sounder für THz-Frequenzen zur Verfügung. Der als DFG-Großgerät geförderte Channel Sounder misst auf Korrelationsbasis die Impulsantwort des Mobilfunkkanals im Frequenzbereich von 5,2 GHz bis 13,2 GHz. Mit Hilfe von Frequenzerweiterungen können außerdem die Frequenzbereiche von 60,3 GHz bis 68,3 GHz und von 300,2 bis 308,2 GHz vermessen werden. Der Aufbau des Channel Sounders ermöglicht weiterhin Echtzeitmessungen mit 17590 Impulsantworten pro Sekunde und MIMO-Messungen bis hin zu einer 4x4-Konfiguration [1]. Er wurde bereits in der DFG-Forschergruppe meteracom, in den EU-Projekten iBROW [2] und TERAPOD [3], in dem von der Alexander-von-Humboldt-Stiftung geförderten Projekt zur Smart-Railway-Thematik [4] und in einem Kooperationsprojekt mit der Universität Tampere [5] eingesetzt.

Die Funktionsweise, eine Live-Demonstration und Beispiele für den Einsatz sind im Video zu finden. 

Bitte beachten Sie: Sobald Sie sich das Video ansehen, werden Informationen darüber an YouTube/Google übermittelt. Weitere Informationen dazu finden Sie unter Google Privacy

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Der Channel Generator

Der stochastische THz-Channel-Generator wurde 2013 am IfN entwickelt und bietet Forschern die Möglichkeit verschiedene Realisierungen eines THz-Funkkanals für weiterführende Simulationen zu erzeugen. Das dabei verwendete Büroraumszenario ist in dem Artikel "Stochastic Modeling of THz Indoor Radio Channels" detailliert beschrieben, der im Journal „IEEE Transactions on Wireless Communications“ veröffentlicht wurde [6]. Der Channel Generator für THz-Funkkanalrealisierungen nach einem selbst entwickelten stochastischen THz-Kanalmodell kann im Download-Bereich heruntergeladen werden.

IEEE-Kanalmodelle

Im Rahmen der internationalen Standardisierung in der IEEE 802.15 Task Group 3d 100 Gbit/s Wireless (TG 3d (100G)) wurde im Jahr 2016 mit dem Standard 802.15.3d der erste Standard für eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung bei THz-Frequenzen geschaffen. Das erstellte Dokument zur Kanalcharakterisierung sowie die dabei verwendeten Kanalmodelle sind öffentlich in der IEEE-Datenbank verfügbar.

Weiterführende Veröffentlichungen

[1] S. Rey, J. M. Eckhardt, B. Peng, K. Guan and T. Kürner, "Channel sounding techniques for applications in THz communications: A first correlation based channel sounder for ultra-wideband dynamic channel measurements at 300 GHz," 2017 9th International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT), 2017, pp. 449-453, doi: 10.1109/ICUMT.2017.8255203.

[2] B. Peng, K. Guan, S. Rey and T. Kürner, "Power-Angular Spectra Correlation Based Two Step Angle of Arrival Estimation for Future Indoor Terahertz Communications," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 67, no. 11, pp. 7097-7105, Nov. 2019, doi: 10.1109/TAP.2019.2927892.

[3] J. M. Eckhardt, T. Doeker, S. Rey and T. Kürner, "Measurements in a Real Data Centre at 300 GHz and Recent Results," 2019 13th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2019, pp. 1-5.

[4] K. Guan et al., "Channel Sounding and Ray Tracing for Intrawagon Scenario at mmWave and Sub-mmWave Bands," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 69, no. 2, pp. 1007-1019, Feb. 2021, doi: 10.1109/TAP.2020.3016399.

[5] J. M. Eckhardt, V. Petrov, D. Moltchanov, Y. Koucheryavy and T. Kürner, "Channel Measurements and Modeling for Low-Terahertz Band Vehicular Communications," in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 39, no. 6, pp. 1590-1603, June 2021, doi: 10.1109/JSAC.2021.3071843.

[6] S. Priebe and T. Kurner, "Stochastic Modeling of THz Indoor Radio Channels," in IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 12, no. 9, pp. 4445-4455, September 2013, doi: 10.1109/TWC.2013.072313.121581.

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