5G: Lösung für das Problem sehr kurzer Akkulaufzeiten scheint gefunden

Von Christian Kahle am 03.06.2020 12:36 Uhr
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Die Weiterentwicklung des Mobilfunks auf 5G-Infrastrukturen wird unweigerlich zu höherem Stromverbrauch und damit kürzeren Akkulaufzeiten bei den Endgeräten führen. Doch scheint sich nun eine Lösung des Problems anzubahnen.

Verursacht wird der höhere Energiebedarf dadurch, dass 5G-Geräte mit einem deutlich erweiterten Frequenzspektrum arbeiten. Im integrierten Funk-Modem sorgen Switches dafür, dass immer wieder zwischen verschiedenen Bändern gewechselt wird und so mehrere Verbindungen für höhere Datenübertragungsraten sorgen, während das Smartphone parallel auch auf mögliche eingehende Telefonate reagieren kann. Die 5G-Modelle diverser Hersteller kamen so auf wesentlich kürzere Akkulaufzeiten als ihre reinen 4G-Schwestermodelle.

In den bis 4G ausgelegten Modem-Chips sind die Switches bereits darauf optimiert, energiesparend zwischen den Frequenzen zu wechseln. Im 5G-Segment hat man allerdings noch keine zufriedenstellende Lösung gefunden. Das könnte sich nun aber mit einer Entwicklung von Forschern der University of Texas ändern. Diese können durch ein durchaus verbreitetes Material wesentlich sparsamere Arbeitsweisen der Switches gewährleisten.

Anleihen am Graphen-Hype

Sie setzen hier auf hexagonales Bornitrit. Dieses erinnert in seiner Struktur an Graphen, nur dass hier statt Kohlenstoff-Atomen eine Kombination von Bor- und Stickstoff-Atomen eine flächige Wabenstruktur bilden. Daraus gefertigte Layer werden mit mit einer Schicht Gold-Elektroden kombiniert. Die daraus entstehenden Schalter arbeiten nicht nur sehr viel sparsamer als die bisherigen Komponenten, sondern sind auch zu einer höheren Performance in der Lage.

Das Forschungsprojekt wurde vom U.S. Army Research Office finanziert. Das US-Militär ist an der gesamten Entwicklung der 5G-Technologien beteiligt gewesen, die im Kern keine komplette Neuerung, sondern eine Erweiterung der 4G-Technik darstellen. Das Ziel der Militärs bestand darin, mit der gleichen, vergleichsweise günstigen Hardware das eigene Personal und die Ausrüstung bis hin zu unbemannten Drohnen mit breitbandigeren und stabileren Datenverbindungen auszustatten.

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