Die Zielsetzung der Forschungsgruppe GKS-6G ist die Entwicklung von Schlüsseltechnologien für ISAC-Anwendungen im industriellen Umfeld, insbesondere für den 5G- und zukünftigen 6G-Mobilfunkstandard. Der Fokus liegt hierbei auf der Signalverarbeitung für Radio-Sensing, welches zur Auswertung der Reflexionen des Funksignals an Objekten dient und Rückschlüsse auf deren Position und Bewegung (Geschwindigkeit) ermöglicht. Insbesondere soll das bi-statische Radio-Sensing zwischen einer oder mehreren Basisstationen und dem Endgerät betrachtet werden. Ein wichtiger Bestandteil ist die Erfassung und Verarbeitung der Parameter des Funkkanals (sog. Channel-State-Information, CSI) am Endgerät und deren Signalisierung zur Basisstation.
Gegenwärtige CSI-Verfahren im 5G-Standard verfügen noch nicht über ISAC-Funktionalitäten und müssen daher entsprechend erweitert werden. Hierfür sollen neue Ansätze entwickelt werden, die auf künstlicher Intelligenz (KI) im sogenannten Doppler-Delay-Bereich basieren. Dadurch wird eine effiziente Berechnung der räumlichen Mehrwegeausbreitung des Umfeldes ermöglicht. Insbesondere zur Bestimmung der Doppler-Komponenten des CSI sind die vorhandenen Referenzsignale im 5G-Standard ungeeignet. Es bedarf daher der Entwicklung neuer Referenzsignale für den Mobilfunkstandard und deren Konfigurationen, die den diversen ISAC-Anforderungen in verschiedenen Umgebungen (Industrie, Fahrzeug, Indoor, Outdoor) gerecht werden.
Neben der CSI-Schätzung wird auch die Prädiktion des CSI mittels KI-Methoden zur Vorhersage von Objekttrajektorien untersucht. Dies ermöglicht völlig neue Anwendungen, beispielsweise im Fahrzeugbereich zur vorausschauenden Kollisionsvermeidung von Objekten. Aufbauend auf diesen Arbeiten werden Konzepte und Lösungen zum verteilten und kooperativen Radio-Sensing zwischen verschiedenen Endgeräten sowie zur KI-basierten Datenfusion des signalisierten CSI von den Endgeräten an die Basisstation zur Umgebungserkennung und Optimierung der Funkressourcen (Zeit, Frequenz und Raum) für ISAC erarbeitet.
Basierend auf dem kooperativen Radio-Sensing werden Erweiterungen der Beam-Management-Prozeduren des 5G-Mobilfunkstandards untersucht, um mittels Antennenarrays an der Basisstation die Funksignale gezielt räumlich zu den Endgeräten oder zu den Reflektoren (Objekte in der Umgebung) im Funkkanal zu senden.
Ein wesentliches Ziel der Forschungsgruppe ist die Entwicklung einer standardkonformen ISAC-Referenzsoftwareplattform, die auf dem vorhandenen 5G-Standard basiert. Diese Plattform dient der Evaluierung der entwickelten Konzepte und Lösungen. Sie soll Thüringer Unternehmen und Forschungseinrichtungen zur Verfügung gestellt werden, wobei ihre Gestaltung an deren Anforderungen ausgerichtet wird. Zudem dient sie der Entwicklung von Software-Komponenten für ISAC-Applikationen im 5G- und zukünftigen 6G-Umfeld. Mit dem neu zu schaffenden Know-how möchte die Forschungsgruppe Ansprechpartner für Unternehmen vor Ort im Bereich ISAC werden. Neben der technischen Beratung für diese Unternehmen liegen die Schwerpunkte auf der aktiven Mitarbeit in Standardisierungsgremien sowie der Einspeisung spezifischer Anforderungen von Thüringer Unternehmen in die Standardisierung.
Gefördert durch den Freistaat Thüringen aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds Plus.
