Blog

Intelligente Reflexionsflächen für die Millimeter Wave-basierte Fahrzeugvernetzung

Beitrag zur IEEE Vehicular Networking Conference (VNC) 2020

Das Millimeter Wave (mmWave)-Spektrum von 5G birgt bekanntermaßen durch die hohe verfügbare Bandbreite das Potenzial für Hochleistungsdatenübertragungen. Obschon die von dieser Technologie erforderte gerichtete Funkübertragung eine Herausforderung im Vergleich zu herkömmlichen Mobilfunknetzen darstellt, ist eine Übertragung nicht nur bei bestehender Sichtverbindung möglich. Vielmehr können auch Reflexionen z.B. an Gebäudewänden genutzt werden, um Signale „über Bande“ weiterzuleiten. Während die eigenständige und automatisierte Erkundung der im Umfeld verfügbaren Reflexionsflächen zeit- und ressourcenintensiv ist, verspricht eine neuartige Technologie, für die unter anderem der Begriff „Reconfigurable Intelligent Surface (RIS)“ verwendet wird, eine Revolution dieser Herangehensweise.

Versorgung eines abgeschatteten Teilnehmers über gesteuerte Reflexion an Reconfiguruable Intelligent Surface (RIS)

In sogenannten Smart Radio Environments bereichern RISs die Funkumgebung, indem sie gezielt die Mehrwegeausbreitung von Funksignalen beeinflussen. Dies ist möglich durch die Ansteuerung und Veränderung der funktechnischen Eigenschaften sogenannter Meta-Oberflächen. Auf diese Weise können störende Überlagerungen von Funksignalen abgemildert werden, indem beispielsweise eine Absorption oder Phasenverschiebung eingestellt wird. Aber auch eine Bündelung oder Fokussierung eines Signals auf den designierten Empfänger ist möglich, um die Übertragung zu begünstigen. Durch eine Änderung der Reflexionseigenschaften kann sogar der Abstrahl- oder Reflexionswinkel eines einfallenden Signals dynamisch angepasst werden. Für die mmWave-Kommunikation von 5G bedeutet das insbesondere, dass die RIS Technologie als elektronisch steuerbare Reflexionsflächen herangezogen werden kann, um mit einem zielgerichteten und nachführbaren Reflexionswinkel ein mobiles Endgerät jenseits einer direkten Sichtverbindung zur Basisstation versorgen zu können. Die Platzierung der RISs kann dabei zu einem integralen Bestandteil der Funknetzplanung werden, sodass Basisstationen und intelligente Reflexionsflächen kooperativ eine verbesserte Flächendeckung der mmWave-Mobilfunknetzversorgung vor allem in Abschattungsbereichen erzielen.

Diese Thematik hat innerhalb des Konsortiums des Competence Center 5G.NRW der Lehrstuhl für Kommunikationsnetze der TU Dortmund im Rahmen einer wissenschaftlichen Forschungsarbeit am Beispiel des Universitätscampus in Simulationen untersucht: Eine exemplarisch zentral positionierte mmWave-Basisstation erzielt zunächst nur eine geringe Abdeckung der umliegenden Straßen mittels Sichtverbindung. Unter Zuhilfenahme von geschickt platzierten RISs ist schließlich eine vollständige Abdeckung möglich. Mehr Details dazu finden Sie in der nachfolgenden Videopräsentation der Arbeit sowie in der verlinkten Veröffentlichung (Autorenversion).

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

Die Forschungsarbeit wird aktuell auf der zwölften IEEE Vehicular Networking Conference (VNC) vorgestellt, die vom 16. bis zum 18. Dezember 2020 aufgrund der globalen Corona-Lage erstmalig rein virtuell stattfindet und eine der wichtigsten Konferenzen der IEEE Intelligent Transportation Systems Society (ITSS) und der IEEE Communications Society (IEEE ComSoc) darstellt.

Unter den zahlreichen Paper-, Demo- und Poster-Beiträgen finden sich interessante Forschungsarbeiten zum Thema der Fahrzeugvernetzung, die immer wieder auch schlaglichtartig potenzielle Anwendungsfelder von 5G aufzeigen. Zusätzlich werden in Keynote-Vorträgen und einer Panel Diskussion insbesondere auch die Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekte der Funkkommunikation thematisiert und die für Vehicle-to-Everything (V2X) Kommunikation verfügbaren Frequenzspektren diskutiert.

Um auch das Networking unter den Konferenzteilnehmern trotz der virtuell ausgerichteten Veranstaltung intuitiv zu ermöglichen, wird zudem ein innovativer, Browser-basierter Video-Web-Meeting Dienst eingesetzt, der die auf einer Konferenz üblichen spontanen Gespräche und die Vernetzung untereinander auf spielerische Weise in eine virtuellen Welt in Retro-Optik überführt.

Weitere Informationen zur IEEE Vehicular Networking Conference (VNC) 2020 finden Sie auf der Konferenz-Webseite. Der komplette Konferenzberichtsband erscheint demnächst im Archiv des IEEE.

Weiterführende Links:

  • Webseite der Veranstaltung
  • Konferenzbeitrag: K. Heimann, A. Marsch, B. Sliwa, C. Wietfeld, „Reflecting Surfaces for Beyond Line-Of-Sight Coverage in Millimeter Wave Vehicular Networks“, in IEEE Vehicular Networking Conference (VNC), Dezember 2020. (Autorenversion verfügbar)

Ansprechpartner

Das könnte Sie auch interessieren

Technische Entwicklung
18.06.2020
Abschluss des EU-geförderten Projekts „5G-TANGO“
5G kann die Produktion in Deutschland verbessern – zuvor müssen die Technologien und Schnittstellen allerdings erprobt und entwickelt werden, um die Technologie künftig flächendeckend einzusetzen. Diese Aufgaben hatte das seit...
News-Artikel lesen
Technische Entwicklung
23.07.2020
Innovative 5G-Transporttechnologien
5G Americas hat das neue Whitepaper „Innovations in 5G Backhaul Technologies“ veröffentlicht. Mobilfunknetzbetreiber (MNOs) benötigen für die erfolgreiche Implementierung von 5G-Transporttechnologien, die strenge Anforderungen an Latenz und Zuverlässigkeit über zunehmend...
News-Artikel lesen
Software, Technische Entwicklung
26.03.2020
Architektur der Geschwindigkeit
Die fünfte Generation des Mobilfunks (5G) ermöglicht durch die im Vergleich zu den vorherigen Standards sehr kurzen Reaktionszeiten und enormen Datenübertragungsraten eine extrem schnelle Übertragung und Verarbeitung von Daten innerhalb...
Blog-Artikel lesen
6G, Technische Entwicklung
30.11.2020
5G und dann? Das Rennen um 6G hat bereits begonnen…
Vom 26.10. bis zum 30.10.2020 fand zum ersten Mal die 5G.NRW Week statt, bei der Experten in spannenden täglichen 5G-Sessions diskutiert haben, wo NRW in Sachen 5G aktuell steht, was...
Blog-Artikel lesen
Competence Center 5G.NRW, Technische Entwicklung
04.11.2020
Ein Jahr 5G in Deutschland: politische Strategien, Maßnahmen und Umsetzung
Im Vergleich zu 4G bietet die neueste Mobilfunktechnologie 5G zahlreiche Vorteile, u. a. eine höhere Datenrate (Peak-Downlink-Rate mit 20 GBit/s), Nutzung höherer Frequenzbereiche, erhöhte Frequenzkapazität, kürzere Latenzzeiten und vieles mehr....
Publikation ansehen
6G, Technische Entwicklung
15.07.2021
OPPO stellt 6G-Whitepaper für die Kommunikation der nächsten Generation vor
Das Whitepaper „6G AI-Cube Intelligent Networking“ von OPPO Research Institute gibt Einblicke darüber, wie die 6G-Netzwerkarchitektur von künstlicher Intelligenz unterstützt werden kann und bietet zusätzlich eine detailliertere Vision für das...
News-Artikel lesen
Competence Center 5G.NRW
09.05.2022
Competence Center 5G.NRW geht in die Verlängerung
Das Competence Center 5G.NRW (CC5G.NRW) wird vom Land NRW mit einem Betrag von rund 2,88 Mio. Euro über einen Zeitraum von weiteren drei Jahren gefördert. Prof. Dr. Andreas Pinkwart, Minister...
Pressemitteilung lesen
Competence Center 5G.NRW
17.12.2020
Rocket Session verpasst?
Wie ist der Stand der Dinge bei 5G in NRW? Wo können wir noch besser werden? Und: Was können wir tun, um 5G als Innovation zu boosten? Außerdem: eine Live-Demo...
News-Artikel lesen
6G, Technische Entwicklung
09.02.2022
EU-Forschungsrat fördert Projekt zur Entwicklung von Systemen zur spektralen Analyse leistungsstarker Terahertz-Quellen
Im Bereich der Internetverfügbarkeit und der Digitalisierung bleiben viele europäische Staaten hinter anderen hochentwickelten Nationen zurück. Um diese Lücke zu schließen, ist die Verfügbarkeit großflächiger 5G-Netzwerke ausschlaggebend. Die Hardware von...
News-Artikel lesen
Technische Entwicklung
08.07.2020
Theorie der Zukunft
In dem Beitrag „Architektur der Geschwindigkeit“ haben Forscher*innen der Universität Duisburg-Essen gezeigt, welche komplexen softwaretechnischen Anforderungen bei der Umsetzung einer 5G-Anwendung entstehen und wie die geplante 5G-Plattform entwickelt werden kann....
Blog-Artikel lesen
Campusnetze, Technische Entwicklung
14.07.2021
KUKA setzt bei der Entwicklung intelligenter Automatisierung auf 5G-Konnektivität
Die Firma Nokia hat bekannt gegeben, dass KUKA in ihrem Smart Production and Development Center in Augsburg ein privates Funknetz von Nokia einsetzen wird. KUKA ist ein führender Hersteller von...
News-Artikel lesen
Competence Center 5G.NRW
29.10.2020
Live Stream Rocket Session
Wir laden Sie herzlich ein, live dabei zu sein! Morgen früh, 10 Uhr, beginnt der Live-Stream zur Rocket Session. Das Competence Center 5G.NRW zieht Bilanz: Wo stehen wir ein Jahr...
News-Artikel lesen