6G in die Anwendung bringen - Nachhaltige, resiliente und intelligente Vernetzung für Gesellschaft und Wirtschaft

Ziel der Förderrichtlinie ist es, die Chancen von 6G für Gesellschaft und Wirtschaft durch den Transfer von 6G-Technologien in die Anwendung nutzbar zu machen und damit die technologische Souveränität Deutschlands und Europas zu stärken.

Roboter zeigt mit Zeigefinger auf eine virtuell Taste mit Aufschrift 6G
© Adobe Stock /Murrstock

Förderziel 

Kommunikationssysteme sind das Nervensystem einer digitalen Gesellschaft und die Voraussetzung für neue Anwendungen wie Künstliche Intelligenz (KI), vernetzte Robotik, autonome Mobilität oder erweiterte und virtuelle Realitäten. Diese Anwendungen bieten große Chancen für die Gesellschaft und sind entscheidend für die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands und Europas. Gleichzeitig stellen sie besondere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit, Resilienz, Sicherheit und Verfügbarkeit von Kommunikationssystemen. Aufgrund der stetig steigenden Anzahl von Kommunikationssystemen sind energie- und ressourcenschonende Kommunikationstechnologien von grundlegender Bedeutung, um die Nachhaltigkeitsziele der Bundesregierung zu erreichen. Die Forschung zum zukünftigen Mobilfunkstandard der 6. Generation (6G) schafft Lösungen für diese Herausforderungen und ist entscheidend für eine zukunftsfähige digitale Gesellschaft und Wirtschaft. Die Grundlagen für 6G werden bereits durch die 6G-Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gelegt, die im Jahr 2021 startete. Nun gilt es, auf den Forschungsergebnissen aufzubauen und die gesellschaftliche und wirtschaftliche Nutzung unter breiter Beteiligung der Industrie gezielt vorzubereiten. Damit wird eine führende Rolle der deutschen Industrie bei der geplanten Markteinführung von 6G im Jahr 2030 ermöglicht.

In Zeiten globaler Spannungen und Krisen kommt der technologischen Souveränität eine besondere Rolle zu. Für Deutschland ist es daher ein strategisches Ziel, kritische Schlüsseltechnologien wie Informations- und Kommunikationssysteme selbst und mit Wertepartnern gestalten zu können und über sie zu verfügen. Damit wird die Grundlage dafür geschaffen, dass die in Europa eingesetzten Kommunikationstechnologien vertrauenswürdig sind und den Handlungsprinzipien der europäischen Politik für einen offenen Digitalraum entsprechen. Die Förderrichtlinie folgt damit auch der Leitinitiative Hyperkonnektivität des BMBF, die vorsieht, zentrale Paradigmen wie Vertrauenswürdigkeit, Nachhaltigkeit, Resilienz und Sicherheit sowie freiheitlich-demokratische Werte bereits in Forschung und Entwicklung zu berücksichtigen.

Die Fördermaßnahme ist Teil des Forschungsprogramms Kommunikationssysteme „Souverän. Digital. Vernetzt." des BMBF, das die gezielte Unterstützung und den Ausbau von Forschung und Entwicklung zu 6G in Deutschland als ein wesentliches Handlungsfeld formuliert. Darüber hinaus leistet die Fördermaßnahme im Rahmen der Zukunftsstrategie „Forschung und Innovation" der Bundesregierung einen wichtigen Beitrag zum Aufbau von Zukunftskompetenzen in Deutschland.

Förderziel

Ziel der Förderrichtlinie ist es, die Chancen von 6G für Gesellschaft und Wirtschaft durch den Transfer von 6G-Technologien in die Anwendung nutzbar zu machen und damit die technologische Souveränität Deutschlands und Europas zu stärken. Die Fördermaßnahme baut auf den vorangegangenen Erfolgen der bisherigen Forschung und Entwicklung im Bereich 6G auf. Der weitere Auf- und Ausbau von Expertise in Wissenschaft und Wirtschaft, die Fachkräfteausbildung und -gewinnung sowie die Mitgestaltung in der laufenden sowie der kommenden Standardisierung stellen übergeordnete Ziele der Fördermaßnahme dar. Durch die Fördermaßnahme soll es ermöglicht werden, an der Spitze der internationalen Forschung zu wirken und den Transfer von 6G in die Anwendung maßgeblich mitzugestalten.

Zentrale Forschungsfragen ergeben sich daher bei 6G-Schlüsseltechnologien. Diese Forschungsfragen sind dabei immer mit Bezug auf konkrete Anwendungen zu betrachten und die Leistungsfähigkeit der entwickelten Lösungen in Zusammenhang mit diesen Anwendungen zu demonstrieren. Für die Definition geeigneter Zielparameter wie zum Beispiel Datenrate, Ausfallsicherheit, Resilienz oder Energieeffizienz sollen Anwender von Beginn an eingebunden werden, um Systeme zu schaffen, die für den praktischen Einsatz zugeschnitten sind. Ergänzend wird auch die explorative Forschung zu relevanten Teiltechnologien und über 6G hinaus unterstützt. Eine angemessene Mitarbeit an der nationalen übergreifenden Forschungsinitiative ist verpflichtend. Projektübergreifende Kooperationen, unter anderem zur Validierung der 6G-Technologien und zur Hebung von Synergien, sind anzustreben. Eine angemessene Mitarbeit an übergreifenden Fragestellungen in Arbeitsgruppen der nationalen übergreifenden Forschungsinitiative ist verpflichtend.

Zuwendungszweck

Zweck der Zuwendungen ist es, 6G-Schlüsseltechnologien und ergänzende neuartige Kommunikationstechnologien zu erforschen und deren Performanz mit Bezug auf wesentliche Kennzahlen, wie erreichbare Leistungsfähigkeit, Energieeffizienz, Sicherheit oder Resilienz in einem relevanten Anwendungskontext zu demonstrieren. Hierzu ist eine dem Vorhaben angemessene Methodik zu verwenden und es sind die im Projekt erzielten Ergebnisse geeignet zu evaluieren, zu bewerten, zu publizieren und für die weitere Verwertung vorzubereiten. Im Rahmen der Bekanntmachung werden schlagkräftige industriegeführte Verbundprojekte beziehungsweise Verbundprojekte mit Industriepartnern in maßgeblicher Position in der Regel für bis zu drei Jahre gefördert. Dabei kommt insbesondere den kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) eine wichtige Rolle bei Transfer und anwendungsorientierter Ausgestaltung von Forschungsergebnissen und ihrer zukünftigen Nutzung zu. Die Partizipation von KMU an wissenschaftlichen Ergeb¬nissen und kooperative Weiterentwicklung von Lösungen zu unterstützen, ist daher ein wesentlicher Zweck der Maßnahme.

Mit der Maßnahme soll im Ergebnis erreicht werden, dass wissenschaftliche und wirtschaftliche Akteure aus Deutschland eine führende Rolle bei der Ausgestaltung der technologischen Grundlagen von 6G im weltweiten Vergleich einnehmen und Forschungsergebnisse gezielt in die Anwendung überführt werden. Diesbezügliche Indikatoren sind unter anderem: Anzahl von 6G-relevanten Patenten, Anzahl unter deutscher Mitwirkung entstandener Beiträge zu Standardisierungsgremien für 6G, Anzahl der multilateralen Kooperationen zu 6G mit anderen Wertepartnern, Wachstum des Forschungs- und Entwicklungs-Personals in der Telekommunikationsbranche, .die Berücksichtigung von deutschen Interessen bei der Frequenzregulierung, Erhöhung der Produktvielfalt beziehungsweise Herstellerdiversität für Netzausrüstung „Made in Germany" oder in Europa gefertigt sowie Steigerung des Anteils von in Deutschland und Europa hergestellten Netzkomponenten in der deutschen Mobilfunkinfrastruktur (samt Kernnetz). Die Ergebnisse der Fördermaßnahme sollen dabei helfen, die einseitige Abhängigkeit bei Schlüsselkomponenten und in Lieferketten weitestgehend zu reduzieren. So soll die Innovations- und Wertschöpfungskette möglichst durchgängig im deutschen und europäischen Raum verbleiben. Damit soll ein wesentlicher Beitrag zur technologischen Souveränität Deutschlands und Europas geleistet werden.
Die Ergebnisse des geförderten Vorhabens dürfen nur in der Bundesrepublik Deutschland oder dem EWR1 und der Schweiz genutzt werden.

Gegenstand der Förderung

Gefördert werden Verbundprojekte, die sich aus schlagkräftigen, in der Regel industriegeführten Konsortien zusammensetzen und 6G-Schlüsseltechnologien und ergänzende neuartige Kommunikationstechnologien in konkreten Anwendungen erforschen und entwickeln. Die dabei relevanten technologischen Kennzahlen sind stark von den jeweiligen Anwendungsanforderungen abhängig. Die Technologieentwicklungen müssen sich auf Anwendungsfelder mit gesellschaftlicher Relevanz für den Standort Deutschland fokussieren. Beispiele für mögliche Anwendungsfelder sind die vernetzte Robotik, die Telemedizin, die Industrie 4.0, der Mobilitätssektor, virtuelle oder erweiterte Realitäten (VR/AR) sowie Konzepte für öffentliche und nichtöffentliche Mobilfunknetze, die speziell auf zentrale Industriezweige Deutschlands zugeschnitten sind. Die Projekte sollen im Ergebnis Kerntechnologien für 6G-Systeme entwickeln.

In den Vorhaben müssen Bereiche mit Innovationspotenzialen und Forschungsfragen, wie in der folgenden Auflistung beispielhaft aufgeführt, adressiert werden:

  • KI für Kommunikationsnetze und Kommunikationsnetze als Infrastruktur für mobile, netzgestützte KI- und Rechendienste,
  • Netz der Netze, das ein System darstellt, das verschiedene Arten (auch nicht 3GPP-Funkzugangstechnolgien) von Netzen integriert, wie zum Beispiel WiFi oder LiFi,
    hochleistungsfähige Funkschnittstellen in Bezug auf Datenrate, Spektrumsnutzung, Zuverlässigkeit, Latenz und Energieverbrauch,
  • Konzepte für Flächenabdeckung durch ultrabreitbandige intelligente und aktiv anpassbare 6G-Antennensysteme für Gigahertz- und Terahertz-Frequenzbereiche,
  • Konzepte, die über die zellbasierte Architektur mittels verteilten Mehrantennensystemen hinausgehen,
  • neue Netztopologien und Systemarchitekturen,
  • innovative Sharing-Konzepte zur effizienten Nutzung des Spektrums,
  • flexible, modulare, skalierbare und programmierbare Infrastrukturen und Cloudimplementierungen, zum Beispiel hinsichtlich einer vertrauenswürdigen Architektur,
  • Nutzbarmachung von höheren Frequenzen im Millimeterwellen- und (Sub-)Terahertzbereich für den mobilen Funkzugang,
  • Konzepte für hohe Lokalisierungsgenauigkeit im Zentimeterbereich und die sensorische Erfassung der Umwelt mittels Kommunikationstechnologien,
  • Technologien, um abgelegene ländliche Gebiete besser versorgen zu können, wie zum Beispiel die Integration von nichtterrestrischen Kommunikationsnetzen,
  • neue Kommunikationsparadigmen und informationstheoretische Ansätze, wie zum Beispiel semantische Kommunikation.

Die Themen Nachhaltigkeit, Resilienz, Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit sollen als grundlegende Querschnittsthemen von den Verbundprojekten von Beginn an im Kontext der zu untersuchenden Themenschwerpunkte mitgedacht und erforscht werden. Nachhaltigkeit versteht sich hier insbesondere im Sinne der Energieeffizienz, Datensparsamkeit, Langlebigkeit und ressourcenschonenden Instandhaltung, möglichst geringer Strahlenexposition und möglichst hoher gesellschaftlicher Akzeptanz durch beispielsweise einen niedrigschwelligen Zugang zur Technologie. Darüber hinaus zählen Normung, Frequenzregulierung und Vorbereitung der Standardisierung zu weiteren wichtigen Querschnittsthemen, die im Kontext der Projektarbeiten themenbezogen adressiert werden müssen.
Um die Wirkkraft der nationalen Forschungsinitiative zu erhöhen, sind die Verbundprojekte verpflichtet, zu übergeordneten Fragestellungen innerhalb der Initiative zusammenzuarbeiten. Die Konsortialleiter sollen in projektübergreifenden Arbeiten im Rahmen der nationalen Forschungsinitiative in geeigneter Form eingebunden werden. In den Arbeitsplänen aller Verbundprojekte sind dafür entsprechende Ressourcen vorzusehen.

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