Um das enorme Potential von 5G weiter auszuschöpfen, hat die Mobilfunkindustrie den Standard bis zu Release 16 weiterentwickelt, weitere Releases werden folgen. Während die 5G-Netze unter Hochdruck ausgebaut werden, entsteht bereits eine neue Mobilfunkgeneration. Namhafte Institute und Gerätehersteller der Mobilfunkindustrie haben die Forschung zur zukunftsweisenden 6G-Technologie aufgenommen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf den Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS, rekonfigurierbare intelligente Oberflächen). Rohde & Schwarz hat kürzlich in Zusammenarbeit mit der Tsinghua-Universität und Actenna Technology Tests der RIS-Technologie durchgeführt, um die Auswirkungen und Leistungsfähigkeit dieser Technologie umfassend bewerten zu können.
Bei RIS-Oberflächen lässt sich programmgesteuert die Phase elektromagnetischer Wellen so variieren, dass Signale in blinde Flecken umgelenkt werden. Dadurch wird die Abdeckung verbessert und das Benutzererlebnis optimiert. Aufgrund ihrer geringen Kosten, des niedrigen Energieverbrauchs und der einfachen Implementierung sind RIS-Oberflächen in den Fokus der 6G-Forschung gerückt und zu einem aussichtsreichen Technologiekandidaten für die nächste Mobilfunkgeneration geworden. Bei der technischen Erprobung wurden hauptsächlich die Auswirkungen und die Leistungsfähigkeit von Sub-6-GHz-RIS- und Millimeterwellen-RIS-Oberflächen in verschiedenen Indoor- und Outdoor-Szenarien bewertet. Die Tests wurden unter unterschiedlichen Bedingungen durchgeführt – mit und ohne RIS, unterschiedliche Einfalls- und Reflexionswinkel, verschiedene Abstände zu den RIS-Oberflächen usw. Dabei wurden Performance-Index-Parameter wie RSRP (Reference Signal Received Power, Empfangsleistung), Durchsatz und weitere dokumentiert. Die Kooperationspartner konnten ihre jeweiligen Stärken in die Erprobung einbringen und führten mehrere RIS-Testprojekte durch, deren Ergebnisse überzeugende Argumente für die Weiterentwicklung der RIS-Technologie lieferten.
Die RIS-Tests wurden in Indoor- und Outdoor-Tests unterteilt, wobei im Innenbereich hauptsächlich RIS-Testpersonen und -Messgeräte zum Einsatz kamen. Die Testpersonen verwendeten Produkte des professionellen RIS-Ausrüsters Actenna Technology. Diese umfassten ein 860 mm x 860 mm großes Sub-6-GHz-RIS-Array bestehend aus 20 x 20 Elementen und ein 180 mm x 180 mm großes Millimeterwellen-RIS-Array bestehend aus 32 x 32 Elementen. Zu den Messgeräten gehörten der R&S SMW200A Vektorsignalgenerator für die Übertragung von 5G-Referenztestsignalen in verschiedene Frequenzbänder und der R&S TSME6 Drive Test Scanner für die Messung von RSRP und anderen Parametern. Durch Variieren der Testbedingungen konnten die Tester die Performance-Kennzahlen ermitteln, unter denen die RIS-Oberflächen die jeweiligen Design-Erwartungen am besten erfüllten.
Beim Outdoor-Test wurde eine reale Netzumgebung, entweder ein Sub-6-GHz- oder ein Millimeterwellennetz, genutzt. Die QualiPoc-Software und -Drive-Test-Endgeräte haben RSRP und den Durchsatz gemessen. Mit Hilfe eines R&S TSME6 Drive Test Scanners wurde festgestellt, ob die RIS-Oberflächen Herausforderungen wie die Abdeckung blinder Flecken in einer realen Netzumgebung bewältigen können.
Darüber hinaus wurde in den Outdoor-Tests auch die Performance der RIS-Oberfläche in einer Schirmkammer ermittelt. Dabei kamen ein R&S SMW200A Vektorsignalgenerator als Signalquelle und ein R&S FSW43 Signal- und Spektrumanalysator zur Messung der Antennen-Richtcharakteristik und des Nachbarkanalleistungsabstands (Adjacent Channel Leakage Ratio, ACLR) zum Einsatz.
Die gemeinsam durchgeführten Tests vermittelten allen Beteiligten ein umfassendes Verständnis der RIS-Funktionalität und -Leistungskennzahlen und bieten eine Orientierung für zukünftige Designs. Rohde & Schwarz wird auch in Zukunft zusammen mit seinen Partnern die Forschung zur RIS-Technologie fortsetzen, weitere Tests organisieren und sich für die Standardisierung engagieren, um die Weiterentwicklung von RIS effizient zu unterstützen.
Bei RIS-Oberflächen lässt sich programmgesteuert die Phase elektromagnetischer Wellen so variieren, dass Signale in blinde Flecken umgelenkt werden. Dadurch wird die Abdeckung verbessert und das Benutzererlebnis optimiert. Aufgrund ihrer geringen Kosten, des niedrigen Energieverbrauchs und der einfachen Implementierung sind RIS-Oberflächen in den Fokus der 6G-Forschung gerückt und zu einem aussichtsreichen Technologiekandidaten für die nächste Mobilfunkgeneration geworden. Bei der technischen Erprobung wurden hauptsächlich die Auswirkungen und die Leistungsfähigkeit von Sub-6-GHz-RIS- und Millimeterwellen-RIS-Oberflächen in verschiedenen Indoor- und Outdoor-Szenarien bewertet. Die Tests wurden unter unterschiedlichen Bedingungen durchgeführt – mit und ohne RIS, unterschiedliche Einfalls- und Reflexionswinkel, verschiedene Abstände zu den RIS-Oberflächen usw. Dabei wurden Performance-Index-Parameter wie RSRP (Reference Signal Received Power, Empfangsleistung), Durchsatz und weitere dokumentiert. Die Kooperationspartner konnten ihre jeweiligen Stärken in die Erprobung einbringen und führten mehrere RIS-Testprojekte durch, deren Ergebnisse überzeugende Argumente für die Weiterentwicklung der RIS-Technologie lieferten.
Die RIS-Tests wurden in Indoor- und Outdoor-Tests unterteilt, wobei im Innenbereich hauptsächlich RIS-Testpersonen und -Messgeräte zum Einsatz kamen. Die Testpersonen verwendeten Produkte des professionellen RIS-Ausrüsters Actenna Technology. Diese umfassten ein 860 mm x 860 mm großes Sub-6-GHz-RIS-Array bestehend aus 20 x 20 Elementen und ein 180 mm x 180 mm großes Millimeterwellen-RIS-Array bestehend aus 32 x 32 Elementen. Zu den Messgeräten gehörten der R&S SMW200A Vektorsignalgenerator für die Übertragung von 5G-Referenztestsignalen in verschiedene Frequenzbänder und der R&S TSME6 Drive Test Scanner für die Messung von RSRP und anderen Parametern. Durch Variieren der Testbedingungen konnten die Tester die Performance-Kennzahlen ermitteln, unter denen die RIS-Oberflächen die jeweiligen Design-Erwartungen am besten erfüllten.
Beim Outdoor-Test wurde eine reale Netzumgebung, entweder ein Sub-6-GHz- oder ein Millimeterwellennetz, genutzt. Die QualiPoc-Software und -Drive-Test-Endgeräte haben RSRP und den Durchsatz gemessen. Mit Hilfe eines R&S TSME6 Drive Test Scanners wurde festgestellt, ob die RIS-Oberflächen Herausforderungen wie die Abdeckung blinder Flecken in einer realen Netzumgebung bewältigen können.
Darüber hinaus wurde in den Outdoor-Tests auch die Performance der RIS-Oberfläche in einer Schirmkammer ermittelt. Dabei kamen ein R&S SMW200A Vektorsignalgenerator als Signalquelle und ein R&S FSW43 Signal- und Spektrumanalysator zur Messung der Antennen-Richtcharakteristik und des Nachbarkanalleistungsabstands (Adjacent Channel Leakage Ratio, ACLR) zum Einsatz.
Die gemeinsam durchgeführten Tests vermittelten allen Beteiligten ein umfassendes Verständnis der RIS-Funktionalität und -Leistungskennzahlen und bieten eine Orientierung für zukünftige Designs. Rohde & Schwarz wird auch in Zukunft zusammen mit seinen Partnern die Forschung zur RIS-Technologie fortsetzen, weitere Tests organisieren und sich für die Standardisierung engagieren, um die Weiterentwicklung von RIS effizient zu unterstützen.
