Koordinierter Mehrpunktbetrieb für die intgegrierte Kommunikation und Radarsensorik - JCRS CoMP

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Dallmann; Professor Dr.-Ing. Giovanni del Galdo; Professor Dr.-Ing. Peter Knott; Professor Dr.-Ing. Reiner Thomä
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504990291

Die integrierte Kommunikation und Sensorik (JCRS) erweitert Mobilfunknetze um wertvolle Fähigkeiten, die völlig neue Anwendungen jenseits der einfachen Kommunikation und des Breitbandnetzzugangs in verschiedenen vertikalen 5G/ 6G-Industrien zur Lokalisierung passiver Objekte eröffnen. Der Vorteil liegt in der Wiederverwendung von Mobilfunk- und Netzwerkressourcen, was letztendlich Ressourcen schont und Kosten senkt. Gleichzeitig erlaubt die allgegenwärtige Verfügbarkeit von Mobilfunknetzen ein flächendeckendes Radarnetz mit noch nie dagewesener Funktionalität. Aus radartechnischer Sicht stellt JCRS ein weit verteiltes MIMO-Radarnetz dar, in dem die Fähigkeiten des Mobilfunknetzes sowohl für die Radarerfassung als auch für die Datenübertragung und -fusion genutzt werden. Das unterstützt die Gewinnung eines "globalen" Radarbildes in einem bestimmten Gebiet. Dies setzt die Zusammenarbeit mehrerer Sender (Radarbeleuchter) und/oder Empfänger (Radarsensoren) voraus. Die Mehrpunktausleuchtung durch gemeinsame Übertragung führt schließlich zu einer Fokussierung des Sendesignals auf das Ziel. Mehrpunkt-Funkzugriffsverfahren umfassen Wellenform- und Funkressourcenanpassung, verteilte Erfassung und Erkennung sowie Mehrsensorzugriff, um gegenseitige Interferenzen zu vermeiden und die Erfassung dynamischer Zielszenarien in Echtzeit mit geringer Latenz zu ermöglichen. Die Voraussetzung für den koordinierten Mehrpunktbetrieb von JCRS (JCRS-CoMP) ist die Mehrpunkt-Synchronisation der Funkknoten. Wir benötigen verschiedene Genauigkeitsstufen der Synchronisation, die von einer groben Zeitrahmenkoordinierung für den Medienzugriff über eine feine Verzögerungssynchronisation bis zur präzisen Ziellokalisierung über Laufzeiten (time-of-flight) bis hin zur Trägerphasensynchronisation für eine kohärente Zielbeleuchtung reichen werden. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil von JCRS-CoMP ist die Vorverzerrung von Beleuchtungssignalen, die für eine feine Synchronisationssteuerung und Linkadaption zur Maximierung der Radarleistung und Störungsresistenz in hochdynamischen Szenarien steht. Die koordinierte Mehrpunktübertragung wurde bereits für LTE-A als effizienter Ansatz zur Erreichung einer höheren spektralen Effizienz und einer verbesserten Abdeckung insbesondere an den Zellrändern vorgeschlagen und standardisiert. Die Radarperformanz wurde jedoch bisher nicht berücksichtigt. Ziel dieses Projekts ist es daher, die Radarsicht in das Konzept künftiger CoMP-Mobilfunksysteme einzubringen. So brechen wir mit der Tradition, dass Mobilfunk- und Radarnetzwerke über Jahrzehnte unabhängig voneinander entwickelt wurden. Unser Ziel ist es, beide Sichtweisen zu verschmelzen. Wir untersuchen, wie zukünftige Mobilfunksysteme zu leistungsfähigen JCRS-Netzwerk gemacht werden können. Wir konzentrieren uns dabei auf verteilte Mehrpunktarchitekturen auf der Infrastrukturseite sowie auf mehrere mobile Sensoren mit direkter Sensor-Sensor-Kommunikation im Sidelink.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen