Nutzerzentrierte Funkzugangsnetze für 6G-Campusnetze
Industrielle Campusnetze sind nicht nur ein bedeutender technologischer Fortschritt, sondern auch ein Eckpfeiler des modernen industriellen Ökosystems. Heute funktionieren diese Netze mit 5G-Technologie, perspektivisch wird 6G die Basis sein. In Bereichen wie der Automatisierung müssen die Dienste ausfallsicher und permanent verfügbar sein, was extrem zuverlässige sowie flexible 5G- und langfristig 6G-Campusnetze notwendig macht. In der Industrie sind solche Netze allerdings sehr störanfällig, zum Beispiel kann abhängig vom Standort die Systemleistung stark variieren, wenn nur eine Verbindung zu einem einzigen Zugangspunkt besteht. Eine besondere Herausforderung ist auch, dass es durch benachbarte Funkzellen zu unerwünschten Überlagerungen kommen kann. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, werden robustere und flexiblere Architekturen benötigt, die auch systeminterne Interferenzen in Mobilfunknetzen effizient handhaben können. Ein vielversprechender Ansatz setzt auf die Kooperation zwischen mehreren Funkzugangspunkten.
Ziel des Vorhabens „Nutzerzentrierte Funkzugangsnetze für 6G-Campusnetze“ (Free-6GC) ist es, Methoden für Mobilfunkbasisstationen zu entwickeln, die einen zellenlosen Betriebsmodus unterstützen. Der im Projekt verfolgte Ansatz ermöglicht eine koordinierte und bedarfsorientierte Zuweisung von Ressourcen an die Endgeräte und wird daher als endgerätezentriertes Funkzugangsnetz bezeichnet. Dabei kommunizieren Endgeräte des Mobilfunksystems nicht wie bisher, mit nur einer Basisstation oder einem Zugangspunkt, sondern werden von mehreren kooperierenden Zugangspunkten gleichzeitig bedient, die über ein definiertes Gebiet verteilt sind. Im Projekt nutzt und erweitert das Forschungsteam aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse, indem es diese in mobilfunkbasierte Software integriert, welche schnell in der Praxis einsetzbar sein soll. Um die Vorteile der Technologie in realen Netzen nutzen zu können, sollen im Vorhaben auch entsprechende Planungswerkzeuge entwickelt werden, die sich mit den Herausforderungen von Campusnetzen in hochdynamischen Umgebungen befassen.
Der endgerätezentrierte Ansatz für industrielle Campusnetze ermöglicht robuste und drahtlose Verbindung, selbst in komplexen Umgebungen mit großen Produktionsanlagen und störenden Einflussfaktoren. Industrielle Kommunikationsnetze können dank der neuen Technologie flexibel an veränderte Produktionsbedingungen angepasst werden, ohne Verringerung der Dienstgüte, wodurch Ausfälle und Sicherheitsrisiken vermieden werden. Der Einsatz von Campusnetze in neuen Anwendungsgebieten und Wirtschaftszweigen wird somit möglich. Dies stärkt die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen und damit Deutschlands Rolle als eine führende Technologienation.