B5G-Cell: Adaptive Millimeterwellen-Netze für 5G und künftige Mobilfunksysteme (T01#)

• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 210487104

Das B5G-Cell Transferprojekt befasst sich mit Schlüsselfragen der Millimeterwellenkommunikation in Zusammenarbeit mit den NEC Laboratories Europe. Die Machbarkeit der Kommunikation im Millimeterwellenbereich stand im Mittelpunkt umfangreicher Forschung in Wissenschaft und Industrie. Erste Studien zeigen, dass in statischen Punkt-zu-Punkt-Szenarien ein Gigabit-pro-Sekunde-Durchsatz erreichbar ist. Um den hohen Ausbreitungsverlust im Millimeterwellenbereich zu bewältigen, verwenden Millimeterwellen-Kommunikationssysteme stark direktionale Beamformingtechniken. Ein so hoher Grad an Richtungsabhängigkeit impliziert drei Hauptverfahren in zellulären Millimeterwellen-Netzen, nämlich Strahlausrichtung, Planung und Mobilitätsmanagement. Erstens ist eine Strahlausrichtung erforderlich, damit Benutzer und Basisstationen eine Verbindung herstellen können. Nach dem Verbindungsaufbau sollte die Basisstation die Benutzer einplanen. Die hohe Richtcharakteristik hat den Vorteil, dass die Frequenz räumlich wiederverwendet werden kann, da Interferenzen auf den Ausbreitungsbereich des Strahls beschränkt sind. Diese Standortabhängigkeit erhöht jedoch die Komplexität der Planung erheblich. Last but not least ist die Aufrechterhaltung der Strahlführung für mobile Nutzer eine große Herausforderung und erfordert eine genaue Mobilitätsverfolgung und-vorhersage. Es ist äußerst schwierig, praktische Mechanismen zu entwickeln, die eine schnelle Strahlausrichtung, eine Planung mit geringer Komplexität und eine effektive Mobilitätsunterstützung ermöglichen. Um ein so komplexes System funktionsfähig zu machen, benötigen wir ein Multi-Mechanismen-Design, das proaktiv auf den am besten geeigneten Mechanismus in Bezug auf die Netzwerkbedingungen übergehen kann. MAKI hat nicht nur mehrere optimale Mechanismen für die oben genannten Herausforderungen entwickelt, sondern verfügt auch über die erforderliche Expertise im Umgang mit Multi-Mechanismen-Systemen mit der Fähigkeit zu proaktiven Übergängen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche (Transferprojekt)
• Teilprojekt zu: SFB 1053: MAKI - Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet
• Antragstellende Institution: Technische Universität Darmstadt
• Unternehmen: NEC Europe Ltd.
• Teilprojektleiter: Arash Asadi, Ph.D.; Professor Dr.-Ing. Matthias Hollick