Antenna Systems for 6G Wireless Networks
- Reference number
- STP25-0103
- Project leader
- Ivashina, Marianna
- Start and end dates
- 260601-310531
- Amount granted
- 5 000 000 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
Future 6G systems must deliver new services under strict constraints on energy consumption and spectrum availability, and will increasingly operate in frequency bands already heavily used by other critical services, such as the centimetre-wave FR3 band (6–24 GHz), making reliable spectrum sharing a prerequisite. Today, spectrum sharing relies on network coordination and static filtering, which scale poorly in dense, heterogeneous networks and rely on cooperative spectrum use, an assumption that often fails. This project addresses spectrum sharing at the antenna-system level by jointly exploiting spatial and spectral electromagnetic (EM) degrees of freedom through antenna design and hybrid beamforming, establishing design principles for adaptive interference-resilient antenna systems (AIRS) that actively shape EM energy in space and frequency for energy-efficient, resilient, and scalable operation. Chalmers (Sweden) leads AIRS architecture and signal-processing-based spatial adaptation; NTU and NCTU (Taiwan) lead reconfigurable spectral selectivity; dual-site over-the-air validation targets Wi‑Fi coexistence and terrestrial–non-terrestrial (NTN) interference, including satellite scenarios. Grounded in antenna-system EM behaviour, the design principles are expected to remain relevant across frequency bands and deployment scenarios beyond 6G, strengthening Sweden and Taiwan based on SSF-funded collaboration (2019) embedded in leading 6G industry–academia ecosystems.
Popular science description
Framtida trådlösa nätverk av sjätte generationen (6G) kommer att stödja nya tjänster, såsom fjärrsjukvård, immersiv AR/VR och mer tillförlitlig anslutning för transportsystem och kritisk infrastruktur. För att nå dessa ambitioner måste 6G-system också minimera energiförbrukning och miljöpåverkan, samtidigt som de i allt högre grad förlitar sig på drift i redan överbelastade radiospektrum. En viktig tidig 6G-bandskandidat är FR3 (6–24 GHz), som används flitigt av till exempel Wi-Fi, satellittjänster, fasta länkar och radioastronomi. Tillförlitlig spektrumdelning blir därför en förutsättning. Idag hanteras spektrumdelning mestadels genom nätverkskoordinering och fast filtrering. Dessa verktyg är alltmer ineffektiva i täta, heterogena nätverk och tar inte helt hänsyn till verkligheten med blandade markbundna och satellitbaserade system. Detta projekt tar itu med utmaningen vid dess fysiska grund: antennsystemet. Vi kommer att ta fram design-principer för adaptiva störningsbeständiga antennsystem (AIRS) som aktivt kan forma radioenergi i riktning och frekvens, så att 6G-sändningar kan undvika känsliga användare och skydda band utan att slösa energi. Arbetet utförs genom ett samarbete mellan Sverige och Taiwan som bygger på ett tidigare framgångsrikt SSF-finansierat projekt. Chalmers (Sverige) leder antennsystemarkitektur och signalbehandlingsmetoder för rumslig anpassning. National Taiwan University (NTU) och National Chiao Tung University (NCTU) leder omkonfigurerbar spektral selektivitet. Demonstrationer av luftburna system i Sverige och Taiwan kommer att använda realistiska scenarier, inklusive tät Wi-Fi-samexistens och markbunden och icke-markbunden störning. Genom att leverera experimentellt validerade design-principer kommer projektet att stödja framtida systemdesign, testning och standardisering, och bidra till att överbrygga klyftan mellan vad radiohårdvara realistiskt kan göra och vad 6G-nätverk behöver. Eftersom principerna är grundade i antennsystemens fysik förväntas de förbli användbara över frekvensband och implementeringsscenarier, inklusive bortom 6G.