Holistische 3D-Kommunikationsnetze für 6G
Der uneingeschränkte stationäre und mobile Zugang zum Internet ist in der immer stärker digitalisierten Gesellschaft essenziell. Einkäufe, medizinische Beratungen und die berufliche oder private Kommunikation erfolgen heute bereits in großen Teilen digital. Um die nötige Konnektivität bereitstellen zu können, braucht es eine lückenlose Netzabdeckung. Damit dies gelingt, müssen die existierenden Mobilfunknetze auf dem Boden mit zusätzlichen Netzknoten in der Luft ergänzt werden. Aus großer Höhe können beispielsweise Flugplattformen und/oder Satelliten Versorgungslücken schließen und so die notwendigen Kommunikationsmöglichkeiten schaffen für innovative Lösungen in digitalisierter Landwirtschaft, Logistik, Seefahrt oder Umweltwissenschaften. Darüber hinaus sind Netzknoten in fliegenden Plattformen, anders als ortsgebundene terrestrische Netzknoten, örtlich und zeitlich flexibel: Eine vorübergehende Bereitstellung von zusätzlicher Netzkapazität bei Großveranstaltungen ist damit genauso möglich wie die kurzfristige Mobilfunkversorgung in Katastrophenfällen, insbesondere bei Ausfall der regulären terrestrischen Infrastruktur. Für eine optimale Konnektivität ist es daher wünschenswert, beide Konzepte, terrestrische und nicht-terrestrische Netzwerke, in einer Gesamtarchitektur zu verbinden.
Ziel des Vorhabens „Holistische 3D-Kommunikationsnetze für 6G (6G-TakeOff)“ ist es, eine innovative, vereinheitliche dreidimensionale 6G-Architektur für Netze aus Bodenstationen, Flugplattformen und Satelliten zu entwickeln. Unterschiedliche Teilnehmende wie Unternehmen, Privatanwenderinnen und -anwender oder Geräte im Internet der Dinge erhalten so über den jeweils optimalen Weg Zugang zum Netz. Durch die Kombination verschiedener Zugangstechnologien können die jeweiligen Vorteile bedarfsgerecht genutzt und eine entsprechende Konnektivität erreicht werden. Damit dies gelingt, müssen innovative Konzepte für das Netzmanagement entwickelt werden. Es wird ein organisches Netzverhalten angestrebt, das eine dynamische Bewegung einzelner Netzknoten in das Netzwerk oder aus dem Netzwerk heraus erlaubt. Dazu werden Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) verwendet, um optimale Verbindungen für die anfallenden Datenströme zu finden. Mithilfe der eingesetzten KI können zudem automatisch Störungen antizipiert und die Resilienz des Kommunikationsnetzwerks insgesamt deutlich verbessert werden. Zur Sicherung der Privatheit und des Datenschutzes werden neuartige Authentifizierungsprotokolle entwickelt, die auch ohne Verbindung zur Leitstelle am Boden den unautorisierten Netzbeitritt verhindern.
Das Vorhaben bringt Unternehmen aus Telekommunikations-, Luft- und Raumfahrt- sowie Anwenderindustrie zusammen, mit dem Ziel, ein gemeinsames Konzept zu erarbeiten und dessen Realisierbarkeit nachzuweisen. Eine Verbindung von nicht-terrestrischen und terrestrischen Netzen zu einer ganzheitlichen Architektur ermöglicht es, die Vorteile beider Technologien bedarfsgerecht zu kombinieren. Durch die zu entwickelnden Verfahren zum Netzmanagement und zur Vorhersage von Datenströmen kann eine effizientere Gestaltung künftiger Kommunikationsnetze erreicht werden. Durch die Sicherung der Kommunikation, gerade in entlegenen Regionen, trägt das Projekt direkt zur digitalen und technologischen Souveränität von Deutschland und Europa bei.