6G-Technologie: Heimisches Trio arbeitet am Mobilfunk von morgen

Mit Blick auf zukünftige Mobilfunkstandards arbeitet ein europäisches Konsortium an der nächsten Antennengeneration für drahtlose Netzwerke. Österreich ist mit NXP, Technikon und der TU Graz prominent vertreten.

In Europa ist derzeit noch der 5G-Ausbau zentrales Thema – dennoch arbeitet ein europäisches Konsortium, bestehend aus führenden Unternehmen und Forschungseinrichtungen im Bereich des Mobilfunks und der Nachrichtentechnik, an der technischen Machbarkeit von 6G. Maßgeblich daran beteiligt sind die österreichischen Unternehmen Technikon Forschungs- und Planungsgesellschaft mbH (als Koordinator) und NXP Semiconductors Austria sowie das Institut für Signalverarbeitung und Sprachkommunikation der TU Graz.

„Die Welt wird immer vernetzter. Mehr und mehr Daten müssen von immer mehr drahtlosen Geräten ausgesendet, empfangen und verarbeitet werden – der Datendurchsatz wächst. Im Horizon2020-Projekt REINDEER widmen wir uns diesen Entwicklungen und erarbeiten ein Konzept, mit dem die Datenübertragung in Echtzeit praktisch ins Unendliche skalierbar ist“, so TU Graz-Forscher Klaus Witrisal, Experte für drahtlose Kommunikationstechnik.

Antennen als Wandfliese oder Tapete

Wie das gelingen soll? Witrisal erklärt den Ansatz: „Wir wollen eine sogenannte RadioWeaves-Technologie entwickeln – eine Art Antennengewebe, das an jedem Ort in beliebiger Größe installiert werden kann. Etwa in Form von Wandfliesen oder als Tapete. So können ganze Wandflächen als Antennenstrahler fungieren.“

Bei bisherigen Funkstandards wie UMTS, LTE oder auch aktuell 5G erfolgt die Signalübertragung über Basisstationen – also Antenneninfrastruktur, die fest an einer Position verortet ist. Je dichter das Netz an ortsfester Infrastruktur ist, umso höher ist der Durchsatz (also jene Datenmenge, die in einem bestimmten Zeitfenster übertragen und verarbeitet werden kann). Die Basisstationen stellen allerdings einen Flaschenhals dar. Je mehr drahtlose Geräte mit einer Basisstation verbunden sind, desto instabiler und langsamer ist die Datenübertragung. Mit der RadioWeaves-Technologie würde dieser Flaschenhals verschwinden, „weil wir anstelle eines einzigen Knotenpunktes beliebig viele Knotenpunkte einhängen können“, so Witrisal.

Echtzeit-Inventarisierung und grandioses Stadionerlebnis

Für das private Heim brauche es die Technologie freilich nicht, so Witrisal. Doch für industrielle und öffentliche Anlagen birgt sie Möglichkeiten, die weit über 5G-Netzwerke hinausgehen. „Wenn in einem Sportstadion 80.000 Menschen, alle ausgerüstet mit einer Virtual-Reality-Brille, das entscheidende Tor zeitgleich aus der Perspektive des Torschützen anschauen möchten, ist das mit dem RadioWeaves-Antennenfeld zukünftig möglich.“ Die Funkwellen würden zudem die drahtlose Energieversorgung der VR-Brillen sicherstellen. Auch in Industriehallen könnte die Technologie für eine noch nie dagewesene Abdeckung sorgen. Es wäre machbar, tausende von Objekten in Echtzeit zu lokalisieren.

Überhaupt sieht Witrisal große Chancen für die funkbasierte Ortungstechnologie – ein Forschungsschwerpunkt seiner Arbeitsgruppe an der TU Graz. Die Forschenden gehen davon aus, dass mit der RadioWeaves-Technologie Güter auf zehn Zentimeter genau geortet werden können. „Damit lassen sich dreidimensionale Modelle von Güterströmen realisieren: für die Produktion und Logistik bis hin zur erweiterten Realität auf der Verkaufsfläche.“

Das Forschungsprojekt ist Anfang 2021 gestartet. Bis 2024 möchte das Konsortium einen ersten Hardware-Demonstrator entwickeln, um die RadioWeaves-Technologie experimentell validieren zu können. Witrisal: „6G wird erst Ende dieses Jahrzehnts spruchreif werden – doch dann wollen wir sicherstellen, dass der schnelle drahtlose Zugang dort ist, wo wir ihn brauchen, wenn wir ihn brauchen.“

Das Projekt REINDEER (REsilient INteractive applications through hyper Diversity in Energy Efficient RadioWeaves technology) wird im Rahmen des EU-Programms Horizon2020 mit insgesamt 4,6 Millionen Euro gefördert. 600.000 Euro davon entfallen auf die TU Graz, wo das Projekt im Field of Expertise Information, Communication & Computing verortet ist, einem von fünf Forschungsschwerpunkten der Universität.

Projektpartner:
– Technikon (Leadpartner, Österreich)
– NXP Semiconductors Austria (Österreich)
– TU Graz (Österreich)
– BlooLoc NV (Belgien)
– Ericsson (Schweden)
– KU Leuven (Belgien)
– Linkopings Universitet (Schweden)
– Lunds Universitet (Schweden)
– Telefónica Investigacion Y Desarrollo SA (Spanien)

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Klaus WITRISAL
Assoc.Prof. Dipl.-Ing. Dr.
TU Graz | Institut für Signalverarbeitung und Sprachkommunikation
Tel.: +43 316 873 4431
witrisal@tugraz.at

Weitere Informationen:

https://reindeer-project.eu/ (Projekt-Website)
https://www.spsc.tugraz.at/ (Institut für Signalverarbeitung und Sprachkommunikation der TU Graz)