München 05.09.2023

Rohde & Schwarz und Greenerwave kooperieren bei der Verifizierung von RIS-Modulen für die 6G-Forschung

Rekonfigurierbare intelligente Oberflächen (RIS) stoßen in der Mobilfunkbranche zunehmend auf Interesse, da sie eine effiziente Einführung der 5G-Millimeterwellen-Technologie ermöglichen und künftige 6G-Anwendungen unterstützen könnten. Rohde & Schwarz und Greenerwave haben kürzlich eine Messkampagne zur Charakterisierung der konfigurierbaren Funkwellen-Reflexionseigenschaften eines neuartigen FR2-RIS-Moduls von Greenerwave durchgeführt. Dabei kam ein Over-the-Air-(OTA)-Antennentestsystem von Rohde & Schwarz zum Einsatz. Die Messergebnisse gehören zu den ersten Bestätigungen außerhalb des Labors, dass eine auf Metamaterialien basierende RIS die Abdeckung und Effizienz der Funkkommunikation verbessern kann, insbesondere in 5G FR2-Netzen. Diese Pionierleistung wird den Weg für weitere Entwicklungen in der 6G-Forschung ebnen.

Rekonfigurierbare intelligente Oberflächen (Reconfigurable Intelligent Surfaces, RIS) versprechen eine Revolutionierung der drahtlosen Kommunikation. Sie sind eine der wichtigsten Technologiekomponenten für künftige 6G-Netze, die die heutigen 4G LTE- oder 5G NR-Netze in jeder Hinsicht in den Schatten stellen werden. Die RIS-Technologie nutzt Metamaterialien, um die ansonsten zufällig gebildete Funkumgebung zu kontrollieren. Von diesen Metamaterialien wird abhängen, ob die mit RIS verknüpften Hoffnungen realisiert werden können. Die neuartigen Materialien ermöglichen eine noch nie dagewesene Kontrolle über elektromagnetische Wellen, indem sie die Impedanz im Subwellenlängen-Maßstab beeinflussen, und haben zu bedeutenden Erfolgen in Bereichen wie Bildgebung, Radar und Funkkommunikation geführt.

Bei der jüngsten Testkampagne wurde Messtechnik von Rohde & Schwarz eingesetzt, um eine FR2-RIS von Greenerwave zu charakterisieren. Das Testen von RIS-Modulen erfordert eine Testumgebung, die eine Beleuchtung aus verschiedenen Einfallswinkeln und gleichzeitig die Messung des Signals bei mehreren Winkeln ermöglicht. Für die Over-the-Air-(OTA)-Messungen wurde eine Wireless-Performance-Prüfkammer (WPTC) von Rohde & Schwarz verwendet. Zu diesem Zweck wurde eine spezielle Halterung für die Speiseantenne entwickelt, die die Greenerwave RIS beleuchtet.

Die RIS von Greenerwave nutzt eine proprietäre Technologie, die auf Metamaterialien basiert. Es handelt sich um ein vielschichtiges elektronisches Bauelement, in dessen Oberfläche eine Anzahl von Flachantennen, sogenannte Pixel oder Elementarzellen, eingearbeitet sind. Deren elektromagnetische Reaktionen können über eine Steuerplatine kontrolliert werden. Das Modul arbeitet im 5G FR2-Bereich und überschreitet dessen Grenzen sogar noch – es deckt eine Bandbreite von 25 GHz bis 30 GHz ab und bietet eine Momentan-Bandbreite von 2 GHz. Es ermöglicht eine separate Polarisationssteuerung und eine Strahllenkung von −60 bis 60 Grad bei einer Strahlbreite von nur 3 Grad.

Während der Messkampagne wurden in der Prüfkammer sowohl die Reflexionseigenschaften als auch die Reflexionsqualität der RIS in Bezug auf modulierte 5G-Signale im Millimeterwellen-Frequenzbereich untersucht. Die Messungen der 3D-Reflexionscharakteristik wurden mit dem R&S ZVA Vektornetzwerkanalysator (VNA) durchgeführt. Die Messungen der Reflexionsqualität des 5G-Signals basierten hingegen auf dem R&S SMW200A Vektorsignalgenerator und dem R&S FSW Signal- und Spektrumanalysator. Zur Messautomatisierung und Datenanalyse kam die R&S AMS32 Software zum Einsatz. Die Ergebnisse belegen, dass die Greenerwave RIS die Funkleistung verbessern kann, insbesondere im Kontext von 5G FR2-Implementierungen.

Alexander Pabst, Vice President Market Segment Wireless Communications bei Rohde & Schwarz, erklärt: „Wir freuen uns über die erfolgreiche Zusammenarbeit mit Greenerwave bei der Charakterisierung eines FR2-RIS-Moduls. Unsere gemeinsam gewonnenen Erkenntnisse werden voraussichtlich die Grundlage für weitere Fortschritte in der 6G-Forschung bilden, die wir vorantreiben, um innovative Lösungen für zukünftige Anforderungen der Mobilfunkbranche zu entwickeln.“

Geoffroy Lerosey, CEO und CSO von Greenerwave, und Youssef Nasser, Leiter des Geschäftsbereichs 5G/6G, sind sich einig: „Wir glauben an unsere RIS-Technologie und ihr Potential für neue Anwendungsfälle in 5G FR2. Die Zusammenarbeit mit Rohde & Schwarz ist für uns von großer Bedeutung, da sie es uns ermöglicht, mit professioneller OTA-Messtechnik nachzuweisen, dass die RIS die 5G-Anforderungen erfüllt. In naher Zukunft werden wir neue Möglichkeiten ausloten, die Entwicklung von 5G Advanced und künftigen Technologien voranzutreiben.“

Rohde & Schwarz unterstützt aktiv die 6G-Forschung in Europa, Asien und den USA. Das Unternehmen engagiert sich in Forschungsprojekten und Industrie-Allianzen und arbeitet mit führenden Forschungsinstituten und Universitäten zusammen. Greenerwave, ein Startup-Unternehmen mit Sitz in Paris, ist mit seiner wegweisenden, konzeptbedingt energieeffizienten Technologie aktiv an vielen europäischen Forschungsprojekten und Entwicklungen in den Bereichen 5G/6G, Satcom, Radar und RFID beteiligt. Rohde & Schwarz und Greenerwave sind Mitglieder der one6G Alliance und der ETSI ISG RIS. Beide Unternehmen sind aktiv an der Gestaltung der Zukunft der RIS-Technologie beteiligt.

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Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz steht in seinen drei Divisionen Test & Measurement, Technology Systems und Networks & Cybersecurity für eine sichere und vernetzte Welt. Seit über 90 Jahren verschiebt der global agierende Technologiekonzern bei der Entwicklung von Spitzentechnologie die Grenzen des technisch Machbaren. Seine führenden Produkte und Lösungen befähigen Kunden aus Wirtschaft, Behörden und hoheitlichem Umfeld zur Gestaltung ihrer technologischen und digitalen Souveränität. Das Familienunternehmen mit Hauptsitz in München handelt unabhängig, langfristig und nachhaltig. Im Geschäftsjahr 2023/2024 (Juli bis Juni) erwirtschaftete Rohde & Schwarz einen Umsatz von 2,93 Milliarden Euro. Zum 30. Juni 2024 betrug die weltweite Zahl der Mitarbeitenden mehr als 14 400.

R&S® ist eingetragenes Warenzeichen der Firma Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG.

Greenerwave

Greenerwave SAS ist ein in Paris beheimatetes Deeptech-Startup. Das Unternehmen entstand als Ausgründung des Instituts Langevin, eines Forschungslabors der französischen Forschungsorganisation CNRS und der Ingenieurschule ESPCI Paris. Greenerwave hat sich insbesondere mit einer neuartigen Technologie zur passiven Steuerung der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen mit Hilfe rekonfigurierbarer intelligenter Oberflächen einen Namen gemacht. Das Unternehmen entwirft, entwickelt, produziert und charakterisiert elektronisch rekonfigurierbare Metaoberflächen mit Frequenzen von einigen 100 MHz bis in den Sub-THz-Bereich. Zu den Anwendungen gehören beispielsweise IoT und RFID im unteren Teil des Spektrums oder intelligente Antennen und Radare im oberen Frequenzbereich. Wirtschaftlich stützt sich das Unternehmen auf ein starkes Portfolio von 10 Patenten. Greenerwave ist ein gefragter Partner bei der Entwicklung und Herstellung von RIS für Kommunikations- und Sensoranwendungen.

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