Neue Kommunikationskonzepte

Es werden neue Kommunikationskonzepte für 6G erarbeitet, ausgehend von den informations- und kommunikationstheoretischen Grundlagen sowohl für physikalische (Bit-)Übertragungsschicht (PHY), als auch für den Medienzugriff (MAC/LLC, resource allocation/scheduling). Dies liefert die Basis für die Exploration neuer Übertragungskonzepte im Ein- und Mehrbenutzerbetrieb, im Zugangs- und Kernnetz. Dazu werden vorhandene Methoden und Werkzeuge der Leistungsbewertung deutlich weiterentwickelt, um den gestiegenen Anforderungen von 6G gerecht zu werden. Weiterhin wird die Verwendung von KI-Verfahren auf der PHY/MAC-Ebene und insbesondere deren Leistungsbewertung im Vergleich mit klassischen Verfahren behandelt. Weitere explorative Themen evaluieren das Potenzial neuartiger Kanalzugriffsverfahren und Mehrnutzerkonzepte, der Anpassung des PHY an Applikationen wie “Joint Communications and Sensing”, das Ausnutzen von semantischem Wissen über den Kommunikationsinhalt (“Post-Shannon”-Kommunikation), sowie quantenbasierte Kommunikations- und Codierverfahren, mit starker Ausstrahlung auf alle weiteren 6G Technologien, u.a. durch Leistungsmetriken und Systemsimulationen.

Ziele im Projekt

  • Theoretische Konzepte und Grundlagen für zukünftige Nachrichtensysteme
    • Weiterentwicklung der Leistungsevaluation (KPIs) mittels informationstheoretischer Betrachtungen, insbesondere für Systeme mit kurzen Blocklängen und starken Beschränkungen hinsichtlich der erlaubten Verarbeitungskomplexität (ultra-low-power)
    • Neue Bewertungsmetriken zum Vergleich klassischer und KI-basierter PHY-Verfahren
    • Theoretische Grundlagen und Informationstheorie von “Joint Communication und Sensing” (JCAS)
  • Verbesserte Kanalcodierung und Modulation
    • Verbesserung klassischer PHY-Verarbeitung für neue 6G-Anforderungen: vereinheitlichte flexible Kanalcodierung mit Längen-/Ratenanpassung “one code fits all”, neuartiges “diversity coding” über mehrere Verbindungen
    • “universelle” umgebungsagnostische Codier-/Decodier- bzw. Modulations-/Entzerrverfahren, die weitestgehend unabhängig von der Kanalstatistik parallel implementierbar sind
  • Neuartige Kanalzugriffsverfahren und Mehrnutzerkonzepte
    • Signalformen, Kanalcodierung und Paketstrukturen für neue Mehrnutzerzugriffsverfahren, die robust bei großer Dynamik einer massiven und sporadischen Nutzeranzahl sind
    • Entwicklung neuer, adaptiver Rahmenstrukturen und Vergleich mit “amorphen”, rahmenlosen Verfahren, erzeugt durch klassische oder KI-Verfahren.
    • KI-basierte Optimierung von Protokollabläufen auf MAC/LLC-Ebene sowie “Cross-Layer”-Ansätze
  • Neuartige Konzepte der Nachrichtentechnik
    • Einbezug der semantischen Information in die Datenübertragung (“Post-Shannon”), auch ohne klassische “Codierung”, und unter Ausnutzung von KI-basierten Verfahren
    • Edge Computing

Rolle im Projekt

  • Ausarbeitung neuer Verfahren und Bewertungsmetriken, welche die Grundlage bilden für Modulation und Codierung bzw. Leistungsbewertung der Simulations- und Demonstrator-Funkstrecken
  • Rückführung von Messergebnissen, um die untersuchten Verfahren und Bewertungsmetriken weiter zu verfeinern

Kontakte

Prof. Stephan ten Brink

Leitung

Prof. Laurent Schmalen

Stellvertreter

Dr. Dirk Wübben

Fachexperte

Dr. Carsten Bockelmann

Fachexperte

Prof. Norbert Wehn

Fachexperte

Prof. Hans Schotten

Fachexperte

Prof. Anke Schmeink

Fachexpertin

Prof. Marina Petrova

Fachexpertin