fast wireless

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Für das Cluster-Projekt fast (fast actuators, sensors and transceivers) stellt die sichere, echtzeitfähige Kommunikation eine der zentralen Herausforderungen für viele zukünftige Sensor- und Aktorsysteme dar. Ein wichtiges Kommunikationsmedium ist das zellulare Funknetz, das im Fokus von fast wireless steht. Im Speziellen geht es um die zuverlässige, echtzeitfähige Kommunikation in Mobilfunknetzen der fünften Generation (5G). Echtzeitfähige mobile Datenübertragung ist die Grundlage für vielfältige neue Anwendungen der Zukunft. Beispielsweise arbeiten nahezu alle großen Automobilhersteller unter Stichwörtern wie "Connected Cars" oder "Auto der Zukunft" an dem Ziel des autonomen bzw. unfallfreien Fahrens. Aber auch die Entwicklungen unter dem Stichwort "Industrie 4.0" hin zu einer vernetzten Produktion bergen hohe Potentiale für die Produktivität und Effizienz der zukünftigen Produktion von Waren. Für solche Szenarien ist eine Kommunikation zwischen einer sehr hohen Anzahl von Teilnehmern beziehungsweise Sensoren mit sehr geringen Signallaufzeiten (Latenz im Millisekundenbereich) und mit sehr hoher Zuverlässigkeit (Ausfallsicherheit von Daten- und Signalverbindungen) erforderlich. Heutige Funktechnologien wie z. B. LTE, das hauptsächlich für die Bereitstellung hoher Kapazitäten entwickelt wurde, können diese Forderungen nicht erfüllen.

Das Ziel des Vorhabens fast wireless ist daher die Erforschung, Entwicklung und Bewertung einer latenzminimierten Basistechnologie der fünften Generation im Mobilfunk (5G), welche die echtzeitfähige Vernetzung von mobilen Geräten und Steuereinheiten ermöglichen soll. Ein zentraler Punkt ist die Entwicklung von Übertragungskonzepten, die eine geringe Latenz und hohe Zuverlässigkeit erlauben. Weiterhin sind aufgrund der Heterogenität aller teilnehmenden Nutzer im Netz Optimierungskonzepte erforderlich, die eine Koordination variabler Anforderungen nach Kapazitäten und Latenzzeiten durchführen können. Dabei stellen auch die verschiedenen Anwendungen mit ihren unterschiedlichen Anforderungen hohe Ansprüche an ein zukünftiges Mobilfunknetz.

fast wireless

Arbeitsschwerpunkte sind:

• Systemdesign: Netzwerkarchitekturen, messdatenbasierte Analyse und Selbstoptimierung sowie deren Koordination von latenzzeitoptimalen und sicheren Funknetzen bei heterogenen QoS/QoE-Anforderungen

• Link Layer/PHY: Entwurf robuster und latenzminimierter Zugriffsverfahren auf die Luftschnittstelle, zugeschnitten auf verschiedene Anwendungsszenarien; Entwurf neuer, robuster und flexibel parametrisierbarer Signalformen mit hoher Bandbreite; latenzoptimierte Signalerzeugung, Schätz- und Detektionsverfahren

• Hardware: Entwurf von sehr schnellen Prozessoren, latenzoptimiertes Task-Scheduling, niedrigstlatente Bussysteme zur Verkopplung von Rechen- und Speichereinheiten, Entwurf von Basisstationen für Echtzeitdienste

 

 Die Aufgaben des IVM in fast wireless sind hauptsächlich die Untersuchung und Ermittlung der, für diese neue Mobilfunkgeneration notwendigen, Netzstrukturen sowie deren wirtschaftlicher, ökologischer und energetisch effizienter Betrieb.

 

Veröffentlichungen

Philipp Schulz, Maximilian Matthe, Henrig Klessig, Meryem Sinsek, Gerhard Fettweis, Junaid Ansari, Shehzad Ashraf, Bjoern Almeroth, Jens Voigt, Ines Riedel, Andre Puschmann, Andreas Mitschele-Thiel, Michael Müller, Thomas Elste, Marcus Windisch: Latency Critical IoT Applications in 5G: Perspective on the Design of Radio Interface and Network Architecture. IEEE Communications Magazine 55.2 (2017): 70-78.

 

Gefördert durch:

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