Ein modularer PSSS-FEC-ARQ-Prozessor mit extrem geringem Energieverbrauch für die 100 Gbit/s drahtlos Kommunikation im THz-Band

• Antragsteller: Dr.-Ing. Lukasz Lopacinski
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442607813

Obwohl in letzter Zeit die Funktionalität der 100-Gbit/s-Kommunikation nachgewiesen wurde, verbraucht sie für mobile Geräte immer noch zu viel Hardware-Ressourcen und Energie. Daher besteht ein Bedarf an neuartigen Algorithmen, die für 5G-Ansätze verwendet werden können. Einerseits müssen die verschiedenen zur Datenverarbeitung verwendeten Algorithmen mit akzeptablem Stromverbrauch realisierbar sein. Andererseits muss die Implementierung leistungsstark sein, um die Anforderungen des analogen THz-Frontends, das unter extrem anspruchsvollen Bedingungen arbeitet, zu erfüllen. In diesem Projekt wird die Untersuchung einer modularen Architektur für die drahtlose Kommunikation mit mehr als 100 Gbit/s mit dem Schwerpunkt auf Energieeffizienz vorgeschlagen. Die Kombination der Basisbandverarbeitung mit der Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) und der automatischen Wiederholungsanforderung (ARQ) wird es ermöglichen, Energie viel effizienter zu nutzen. Darüber hinaus lässt sich durch eine modulare Basisbandverarbeitung gemäß der erforderlichen Datenraten der dynamischen Stromverbrauch viel mehr reduzieren, als es bei einer spitzenratenorientierten Verarbeitung möglich wäre. Wir haben vor, die anspruchsvollen schichtübergreifenden Optimierungen und modularen Architekturen für mobile Hochgeschwindigkeitstransceiver zu untersuchen. Das Hauptziel besteht darin, den Stromverbrauch auf höchstens 0,5 W bei 100 Gbit/s für die kombinierten Basisband- und Fehlerbehandlungseinheiten (ARQ, FEC) zu beschränken. Über die unmittelbar sichtbaren Ergebnisse des Projekts hinaus werden aus dieser Forschung neue Ideen für eine optimale Kombination von Signalverarbeitungskomponenten in der Kommunikationsverarbeitung hervorgehen. Darüber hinaus wird es neue Erkenntnisse für Ultra-Low-Power-Systeme geben, indem verschiedene Konzepte der Modularität, Mehrkernverarbeitung und algorithmischen Verkettung verwendet werden.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen