Funkbasierte Kommunikation

 

Aufgrund der enormen Fortschritte in diesem Bereich in den vergangen 20 Jahren ist mobile Multimedialität nun Realität geworden. Smartphones und Tablet-Computer sind Teil des täglichen Lebens. Allerdings ist diese Entwicklung noch nicht beendet. Funkbasierte Kommunikation bietet ein enormes Potenzial Herausforderungen einer zukünftigen Gesellschaft zu lösen.

Die Nachfrage nach Kommunikation mit hohen Datenraten in urbanen Szenarien wird weiter zunehmen. Der Übergang unserer Gesellschaft zu einer städtischen Informationsgesellschaft, in der neue Anwendungen wie Virtual- und Augmented Reality allgegenwärtig sind, wird den Zugang zu Informationen enorm erhöhen.

Wachsende Städte erfordern intelligente Lösungen für ein intelligentes Verkehrsmanagement und Energieversorgung, die auch auf funkbasierte Kommunikation aufgebaute Infrastruktur benötigen. Kooperative, drahtlose V2X Systeme können Staus vorhersagen, verbessern die Sicherheit der Fahrer und ermöglichen autonomes bzw. assistiertes Fahren mit reduziertem Benzinverbrauch und reduzierte CO2-Emissionen.

Eine High-Tech-Industrie, wie in Deutschland, erfordert intelligente Produktionsmethoden und Fabriken. Schon heute wird eine wachsende Zahl von Produkten auf Abruf produziert und Entscheidungen innerhalb der Fabriken werden in Echtzeit getroffen. Maschinen sollen durch eine funkbasierte Regelung gesteuert werden. Diese Trends werden sich in Zukunft fortsetzen. Maschinen in Fabriken erfordern daher eine echtzeitfähige und zuverlässige drahtlose Kommunikation.

Funkbasierte Kommunikationstechnologien helfen auch Umweltprobleme zu lösen. Engmaschige (ultra dense) drahtlose Sensornetzwerke sind in der Lage, eine große Menge von Umweltdaten zu sammeln. Außerdem ermöglichen uns diese Technologien eine effizientere Nutzung der Ressourcen. Schließlich können drahtlose Sensor-Geräte auch dazu beitragen Probleme einer alternden Gesellschaft durch funkbasierte Körpersensoren oder Funkkomponenten in Konzepten wie Ambient Assisted Living zu lösen. In Anbetracht dieser Herausforderungen können wir drei Gebiete mit besonderen Anforderungen identifizieren:

Das erste Feld wird durch weitere Fortschritte in der Mensch-zu-Maschine-Kommunikation angetrieben und führt zu sehr hohen Datenraten in sehr dichten Netzwerken mit vielen Benutzern. Das zweite Feld wird getrieben von einer Maschine-zu-Maschine-Kommunikation. Hier stehen eine sehr geringe Latenz, sehr niedrige Energiekosten und eine massive Anzahl von Teilnehmern im Vordergrund. In den nächsten 20 Jahren wird die Zahl der angeschlossenen Geräte auf mehr als 50 Milliarden anwachsen. Das stellt eine große Herausforderung für die Mobilfunkindustrie dar. Der dritte Bereich ist durch eine hohe Mobilität kennzeichnet, die immer noch eine große Herausforderung in der drahtlosen Kommunikation ist.

Die Anforderungen an zukünftige drahtlose Netzwerke sind daher sehr heterogen. Eine Standardlösung kann diese Probleme nicht lösen. Mit dem interdisziplinären Forschungscluster UMIC hat die RWTH Aachen die perfekte Qualifikation, um wichtige Forschungsfragen für zukünftige drahtlose Kommunikationssysteme anzugehen, z.B.:

Wie können wir Latenzzeit-Anforderungen in drahtlosen Regelungssystemen erfüllen?

Wie können wir Robustheit und Zuverlässigkeit auch bei hohen Geschwindigkeiten garantieren?

Wie können wir die Sicherheit in drahtlosen Netzwerken verbessern?

Wie können wir den Energieverbrauch zu reduzieren, insbesondere in Sensornetzwerken?

Wie können wir die Herausforderungen sehr dichter Netzwerke lösen?

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