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Projekt
Real100G.com: Mixed-Mode Basisbandprozessor für 100Gbps drahtlose Kommunikation
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Ingmar Kallfass; Professor Dr.-Ing. Rolf Kraemer; Professor Dr.-Ing. Christoph Scheytt
Fachliche Zuordnung
Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
Förderung
Förderung von 2013 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237428798
Das Real100G.com Projekt untersucht und entwickelt ein drahtloses 100Gbps Kommunikationssystem auf der Basis einer extrem hohen Bandbreite (50GHz) bei gleichzeitig moderater Bandbreiteneffizienz (2-4 b/s/Hz). Dazu wird eine Trägerfrequenz im Millimeterwellenbereich von 240 GHz verwendet. Dieser Grundansatz wird in beiden Phasen des Schwerpunktprogramms verfolgt. Dabei fokussieren wir unsere Aktivitäten auf die Untersuchung und den Entwurf des Systems auf der Basis von PSSS, der Untersuchung geeigneter Basisbandalgorithmen und der notwendigen Synchronisation. Die größte Herausforderung bei drahtloser 100Gbps Systemen liegt in der extrem Signalverarbeitungsgeschwindigkeit, der hohen Komplexität des Basisbandprozessors sowie dem Stromverbrauch. In unserem Ansatz führt speziell die verwendete sehr hohe Bandbreite zu zusätzlichen Herausforderungen. Unsere Forschungsansatz basiert auf der Hypothese, dass ein mixed signal Verfahren mit Fokus auf dem analogen Bearbeitungsteil ein klassisches, digitales Basisbandprozessor-Konzept sowohl hinsichtlich der Komplexität als auch des Stromverbrauchs und letztlich auch hinsichtlich der Kosten unterbietet. Das gewählte PSSS (Parallel-Spread-Spectrum Sequencing) Verfahren wurde wegen seiner hohen Robustheit und der effizienten Umsetzbarkeit in einem analogen/ mixed-signal Ansatz eines 100 Gbps Übertragungssystem, gewählt. Zusätzlich werden aus ähnlichen Gründen analog/mixed signal Synchronisationstechniken untersucht. In der ersten SPP-Phase haben wir uns auf das Systemdesign, den Basisbandempfänger und die RF-Synchronisation für ein 100 Gbps System konzentriert. Mittels HiL (Hardware in the Loop) Tests konnten wir schon 40 Gbps Operationsgeschwindigkeit bei 240 GHz Trägerfrequenz nachweisen. Wesentliche Komponenten des mixed signal Basisbandprozessors und der Synchronisation wurden realisiert und getestet. In der zweiten Phase des SPP wollen wir uns auf die Untersuchung und Realisierung des 100 Gbps PSSS Senders konzentrieren. Darüber hinaus wollen wir einige interessante Erkenntnisse aus der ersten Phase vertiefen, z.B. Clipping Eigenschaften und Spektrum Shaping mittels PSSS Parameterwahl. Zusätzlich werden weitere innovative Synchronisationsmethoden bei Trägerfrequenz untersucht. Unsere Kooperation mit dem Real100G.rf und End2End100 Projekt, die schon in der ersten Phase erfolgreich waren, werden fortgesetzt und zu einem gemeinsamen 100 Gbps Kommunikationsdemonstrator, der alle Komponenten eines modernen Übertragungssystem beinhaltet, erweitert. Gemeinsame Übertragungsexperiments sind geplant für das Ende des Projektes.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
