Uni Kiel forscht an nächster Mobilfunkgeneration 6G

Lehrstuhl für Nachrichtenübertragungstechnik an einem mit 70 Millionen Euro geförderten Forschungsverbund des BMBF beteiligt

 

Zur Erforschung der kommenden Generation von Mobilfunktechnik „6G“ fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) den Aufbau von vier bundesweiten Forschungs-„Hubs“. Die überregionalen Verbünde mehrerer Universitäten und Forschungseinrichtungen vereinen Kompetenzen zur Entwicklung von neuer Hard- und Software und sollen den Transfer in die Anwendung vorantreiben. Stephan Pachnicke, Professor für Nachrichtenübertragungstechnik an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), ist an dem „6G Research and Innovation Cluster“ (6G-RIC) beteiligt, das vom Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, HHI, koordiniert wird. Es verfolgt das Ziel, Mobilfunksysteme mit offenen Schnittstellen über alle technologischen Grenzen hinweg zu entwickeln. Dabei steht auch der Aufbau einer leistungsfähigen Testinfrastruktur im Mittelpunkt. Das BMBF fördert das interdisziplinäre Projekt mit rund 70 Millionen Euro für die nächsten vier Jahre.

Durch den derzeitigen Ausbau des aktuellen 5G-Standards soll die Geschwindigkeit der Datenübermittlung flächendeckend erhöht werden. Ein schnelleres mobiles Netz und die stärkere Vernetzung von Geräten und Maschinen schafft die Voraussetzungen für autonome Mobilität, „Smart Home“-Anwendungen, „Industrie 4.0“ und neuartige Medizintechnik. 6G soll als nächste Generation die mobile Kommunikation noch schneller sowie zuverlässiger, sicherer und energieeffizienter machen. Daran forschen bereits jetzt insgesamt rund 50 Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft in der 6G-Initiative des BMBF, die in diesem Jahr gestartet ist. Ab etwa 2030 soll 6G die Nachfolge der 5G-Technologie in den Kommunikationsnetzen antreten.

Offene Infrastruktur für mehr technische Souveränität

„Neben der weiteren Steigerung der Datenraten bis zu einem Terabit pro Sekunde – das entspricht 1000 Gigabit pro Sekunde – wird der neue 6G Standard erstmals eine integrierte, künstliche Netzintelligenz beinhalten und damit die Grundlage schaffen für eine erfolgreiche Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft“, sagt Professor Stephan Pachnicke, Leiter des Lehrstuhls für Nachrichtenübertragungstechnik an der CAU und des Kieler Teilprojekts im 6G-RIC. Im Mittelpunkt von 6G-RIC steht die Entwicklung einer sicheren, flexiblen und offenen Kommunikationsinfrastruktur. „Offene Standards für Schnittstellen der Funkzugangsnetze machen uns unabhängiger von derzeit einigen wenigen, internationalen Anbietern“, erklärt Pachnicke. Auch kleinen und mittelständischen Unternehmen könnte sich so die Chance eröffnen, sich aktiv am globalen Kommunikationsmarkt zu beteiligen.

Im Kieler Teilprojekt des 6G-RIC erforscht Pachnicke sogenannte „Reservoir Computing“-Konzepte, die eine Verarbeitung in Echtzeit mit der erforderlichen Datenrate ermöglichen könnten. Diese Konzepte für maschinelles Lernen sind, anders als klassische Signalverarbeitungsalgorithmen und -prozesse, von neuronalen Netzen inspiriert und daher in der Lage, besonders schnell und energieeffizient zu arbeiten – Vorbild ist hierbei das menschliche Gehirn. Sie können für die Entzerrung optischer Signale eingesetzt werden, die die Antennenstandorte über Glasfaser mit zentralen Vermittlungsstellen verbinden. Das Forschungsteam will verschiedene „Reservoir Computing“-Konzepte untersuchen, insbesondere im Hinblick auf eine hohe Skalierbarkeit von Datenraten sowie geringe Verzögerungen in der Übertragung („Latenz“) und eine hohe Energieeffizienz. Vielversprechende Konzepte werden anschließend in einen Gesamtdemonstrator integriert und mit etablierten Methoden der digitalen Signalverarbeitungsverfahren verglichen. „Elektronische Schaltkreise sind von der Verarbeitungsgeschwindigkeit auch auf mittlere Sicht im Bereich einiger 100 Gigahertz begrenzt. Deshalb kommt zukünftig der optischen Signalverarbeitung eine besondere Rolle zu“, beschreibt Pachnicke die Vorteile der „Reservoir Computing“-Konzepte, die er schon länger an der CAU erforscht.

Das 6G-RIC-Konsortium besteht aus einem überregionalen Verbund aus 11 Universitäten sowie 9 außeruniversitären Forschungseinrichtungen mit insgesamt 32 Partnern. Neben der Technischen Universität Braunschweig ist die CAU der einzige Partner aus Norddeutschland.

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Die nächste Mobilfunkgeneration „6G“ soll die mobile Kommunikation noch schneller machen sowie zuverlässiger, sicherer und energieeffizienter. Das könnte eine Kommunikation in Echtzeit ohne Verzögerungen ermöglichen - eine wichtige Grundlage für viele digitale Transformationen wie autonome Mobilität oder neuartige Medizintechnik.

Website des Projekts „6G Research and Innovation Cluster“ 6G-RIC:

https://6g-ric.de/

Zur Fördermaßnahme des BMBF

Gegenstand der Fördermaßnahme „6G-Forschungs-Hubs; Plattform für zukünftige Kommunikationstechnologien und 6G“ im Rahmen der 6G-Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung ist die Erforschung von zukünftigen Kommunikationstechnologien, um die Forschung und Entwicklung zu 6G in Deutschland gezielt zu unterstützen und auszubauen. Die geförderten 6G-Forschungs-Hubs bauen auf die wissenschaftliche Exzellenz herausragender Forschungsinstitute und Hochschulen. Ihre Kooperationen sollen Innovationen für die Kommunikationstechnologien der Zukunft hervorbringen und Fachexpertinnen und -experten von morgen ausbilden. Die 6G-Initiative des BMBF soll zu einer führenden Rolle Deutschlands als Technologieanbieter in der Weltspitze beitragen und eine frühzeitige Mitgestaltung des technologischen Wandels fördern.
www.forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/foerderung/bekanntmachungen/6g-forschungs-hubs

Wissenschaftlicher Kontakt:

Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Stephan Pachnicke
Lehrstuhl für Nachrichtenübertragungstechnik
Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik
+49 431 880-6300
stephan.pachnicke@tf.uni-kiel.de
www.nt.tf.uni-kiel.de

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Stabsstelle Presse, Kommunikation und Marketing der Kieler Universität
Sachgebiet Presse, Digitale und Wissenschaftskommunikation