Der MIT-Chip, der den Weg für 6G ebnet

Mehr als eine technologische Evolution, ein Paradigmenwechsel. Eine Gruppe von Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT), einer der renommiertesten Universitäten und Forschungszentren der Welt mit Sitz in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts, und anderer Universitäten hat einen innovativen Senderchip entwickelt, der die Energieeffizienz der drahtlosen Kommunikation um ein Vielfaches steigern und so die Reichweite und Batterielebensdauer vernetzter Geräte verlängern kann . Dieser Durchbruch könnte das Internet der Dinge (IoT) – das Netzwerk physischer Objekte wie Haushaltsgeräte, Sensoren, Fahrzeuge und Industriemaschinen, die mit dem Internet verbunden sind und untereinander oder mit zentralen Systemen Daten sammeln, übertragen und austauschen können – grundlegend verändern und den Grundstein für 6G legen, mit unmittelbaren Vorteilen und Anwendungen von intelligenten Fabriken bis hin zu vernetzten Häusern .

Der Kern dieser Innovation liegt in einer Signalmodulationsstrategie, die Daten adaptiver kodieren kann als herkömmliche Verfahren . Der Chip wandelt digitale Informationen mithilfe eines ungleichmäßigen Symbolmusters in elektromagnetische Signale um, das sich an schnell wechselnde Funkkanalbedingungen anpasst. Dieser Ansatz, die sogenannte optimale Modulation, ermöglicht die Übertragung größerer Datenmengen bei geringerem Stromverbrauch und reduzierter Fehlerwahrscheinlichkeit .

Ungleichmäßige Modulation ist zwar effizienter, neigt aber auch zu höherer Störanfälligkeit, insbesondere in signalreichen Umgebungen. Der neue Chip löst dieses Problem mit einer kleinen, aber raffinierten Lösung: Er fügt zusätzliche Füllbits zwischen den Symbolen ein, sodass jede Übertragung die gleiche Länge hat. Auf diese Weise kann der Empfänger Anfang und Ende jedes Datenpakets präzise identifizieren und Verwechslungen zwischen Symbolen und Störsignalen vermeiden .

Die Innovation basiert auf einem zuvor von den Forschern entwickelten Algorithmus namens GRAND (Guessing Random Additive Noise Decoding). Dieser kann das Rauschen der Übertragung „erraten“ und so die ursprüngliche Nachricht dekodieren. Im neuen System verwaltet eine von GRAND inspirierte Version auch Füllbits und rekonstruiert die Informationen korrekt, ohne die Vorteile einer optimalen Modulation zu beeinträchtigen.

Dank seiner kompakten und flexiblen Architektur erreichte der Chip Übertragungen mit einer Fehlerrate, die nur ein Viertel der Fehlerrate anderer optimaler Modulationsmethoden betrug , und übertraf damit sogar herkömmliche Techniken. Dies war selbst für Forscher eine Überraschung, die klassische Lösungen als „Goldstandard“ der drahtlosen Kommunikation betrachteten.