6G Sentinel „Autonomes Fahren ist nur mit sehr hohen Datenraten möglich“

Autor Hendrik Härter

Mit 6G soll die Datenübertragung im Vergleich zu 5G noch einmal massiv ansteigen. Datenhungrige Anwendungen wie das autonome Fahren sind erst im Terahertz-Frequenzband möglich. Fraunhofer-Forscher unter Leitung von Bernhard Niemann legen dafür die Grundlagen.

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VR und autonomes Fahren sind auf hohe Datenraten angewiesen. Mit 6G lassen sich datenhungrigen Anwendungen umsetzen. Daran forscht Bernhard Niemann und sein Team vom Fraunhofer-Institut.
VR und autonomes Fahren sind auf hohe Datenraten angewiesen. Mit 6G lassen sich datenhungrigen Anwendungen umsetzen. Daran forscht Bernhard Niemann und sein Team vom Fraunhofer-Institut.
(Bild: Fraunhofer IIS/Karoline Glasow)

Mit einem Leitprojekt wollen Fraunhofer-Forscher Schlüsseltechnologien für den künftigen Mobilfunkstandard 6G auf den Weg bringen. Dazu haben sich fünf Institute unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS zusammengeschlossen. Im Mittelpunkt steht die Terahertz-Technik, für die nur kleine Antennen-Arrays notwendig sind und die Genauigkeit bei einer Lokalisierung im Vergleich zu 5G noch einmal erhöht wird.

Eines der wichtigsten Merkmale von 6G ist die immense Datenübertragung. Hier eröffnen sich komplett neue Anwendungsfelder und autonomes Fahren soll damit möglich werden. Die Kommunikation beschränkt sich nicht mehr auf statische Funkmasten, sondern lässt sich auf Satelliten oder fliegende Plattformen übertragen.

In unserem Interview gibt Bernhard Niemann, Projektleiter von 6G Sentinel und Abteilungsleiter „Breitband und Rundfunk“ am Fraunhofer IIS in Nürnberg, weitere Details zum Projekt.

Herr Niemann, ein Schwerpunkt Ihrer Arbeit liegt auf den Terahertz-Frequenzen. Können Sie bitte erläutern, weshalb diese Frequenzen für 6G so interessant sind?

Terahertz-Technologie wird benötigt für die Steigerung des Durchsatzes, für die Kommunikation zwischen Endgeräten über kurze Reichweiten, für hohe Zuverlässigkeit in kritischen Anwendungen, für eine Erhöhung der Endgerätedichte sowie eine Erhöhung der Lokalisierungs- und Sensing-Genauigkeit.

Wesentliche Eigenschaften dieser hohen Frequenzen sind eine große zur Verfügung stehende Frequenzbandbreite, eine geringe Reichweite sowie die Möglichkeit Antennenarrays mit sehr kleinem Formfaktor zu entwickeln und damit eine hohe Richtwirkung und punktgenaue Abstrahlcharakteristik zu erzielen. Hierdurch kommt es zu einer Konvergenz von Kommunikation, Radar, Sensing und Lokalisierungsanwendungen.

Wieso benötigen Anwendungen wie VR oder autonomes Fahren derart hohe Datenraten?

Wenn man insbesondere an VR-Anwendungen mit 4K-Auflösung und mehr oder holographische AR/VR-Anwendungen denkt, sind immense Datenraten erforderlich. Dies umso mehr, als für sicherheitsrelevante Applikationen häufig unkomprimierte Bilder gefordert sind. Beim autonomen oder automatisierten Fahren ergibt sich der Bedarf nach sehr hohen Datenraten beispielsweise bei Echtzeit-3D-Kartenupdates, dem Austausch von Sensordaten oder dem Wunsch nach einer See-Through-Funktionalität beim Konvoi-Fahren.

Wie sieht ein modulares und softwarebasiertes Kernnetz aus?

Das Kernnetz ist das Rückgrat eines Mobilfunknetzes, das die Gesamtheit der Sendestandorte untereinander verbindet und eine Kommunikation der Teilnehmer erst möglich macht. Flexible Netze mit veränderlicher Topologie benötigen ein dynamisch, anpassbares Kernnetz. Hierbei spielen softwarebasierte Funktionsmodule, die sich dynamisch auf verteilten Virtualisierungsplattformen instanziieren lassen, eine zentrale Rolle.

Das Kernnetz besteht dann nicht mehr aus spezialisierten Geräten für bestimmte Funktionen, sondern aus Software-Modulen, die auf kommerziellen Hardware-Plattformen ausgeführt werden.

Weshalb spielen Satelliten und fliegende Plattformen eine wichtige Rolle?

Bereits bei 5G wird an der Integration von sogenannten nicht-terrestrischen Netzen (NTN) in das 5G-Netz gearbeitet. Dies soll bei 6G konsequent fortgesetzt werden. Vorteile ergeben sich vor allem durch die Flexibilisierung der Netzarchitektur. Funkmasten müssen nicht mehr statisch und mit langem Vorlauf an einem festen Ort errichtet werden. Die Netzabdeckung kann flexibel und schnell dort zur Verfügung gestellt werden, wo sie benötigt wird.

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