Green ICT @ FMD ReferenzdatenEnergieeinsparungen durch MIMO Module

Technologiebeschreibung:

Der MIMO Messplatz besteht aus arbiträren Wellenformgeneratoren (AWGs), Echtzeitoszilloskopen mit 5 GHz analoger Bandbreite, 14 Bit Digitizer mit 10 GSPS, modifizierten Netzwerkanalysatoren (Keysight PNA-X N5247BC), verschiedenen Spannungsquellen und Source-Measure-Units. Darüber hinaus steht sowohl ein automatik als auch manueller Prober zur Verfügung.

Für die Umweltbilanz wird beim Outdoor-Deployment der Frequenzbereich 7–15 GHz zugrunde gelegt.

Bezugsgröße:

pro Segment (siehe Kommentar)

Copyright:

Systemgrenzen:

Methodische Aspekte:

Der Messplatz sowie die darauf aufbauenden wissenschaftlichen Untersuchungen wurden ursprünglich für den Frequenzbereich FR2 ausgelegt. Als praxisnaher Anwendungsfall wurde ein Doherty-Leistungsverstärker mit MISO-Ansteuerung optimiert. Dabei konnte bei breitbandig modulierten Signalen mit 100 MHz Bandbreite und einem PAPR von 9 dB eine Effizienzsteigerung von etwa 9 % gegenüber einer herkömlichen Doherty-Konfiguration erzielt werden.

Da der Frequenzbereich um 26 GHz (FR2) in deutschen Mobilfunknetzen bislang nicht eingesetzt wird und aufgrund der geringen Nachfrage derzeit nicht weiter verfolgt wird, verlagert sich der Fokus auf alternative Frequenzbereiche. Aktuelle Untersuchungen mit breitbandig lastmodulierten Signalen beziehen sich auf das X-Band, das potenziell für FR3 relevant ist. Entsprechende Messergebnisse zur Effizienzoptimierung liegen jedoch derzeit noch nicht vor. Aussagen zur Effizienzsteigerung im FR3-Bereich können daher nur auf Basis von Abschätzungen getroffen werden. Es ist davon auszugehen, dass die dem Antrag zugrunde gelegte Einsparung von 20 % des Energiebedarfs erreicht werden können, wenn zur optimierung des Dohery Verstärks weitere Maßnahmen zur Effizienzsteigerung berücksichtigt werden (z.B. ET).

Das Messsystem wird entwickelt, um energieeffiziente MIMO-Schaltungen für 5G- und 6G-Anwendungen zu optimieren und diese bereits während des Herstellungsprozesses auf Wafer-Ebene zu testen. Auf diese Weise können fehlerhafte Schaltungen frühzeitig identifiziert und separiert werden, wodurch Ressourcen für nachgelagerte Aufbau- und Testschritte eingespart werden

Datenqualität, -herkunft:

Primärdaten aus Messungen am MIMO Messplatz am FBH für 24 GHz und Schätzungen zur Energiereduzierung im Backend