Die Entwicklung von 6G, dessen Standardisierung in einigen Jahren erwartet wird (erste Standards voraussichtlich 2029, kommerzielle Netze um 2030), zielt darauf ab, die Technologie über bloße Geschwindigkeitssteigerungen hinaus zu erweitern.
Wireless Sensing und ISAC
Ein Text von Qualcomm beschreibt die Entwicklung von Sensoren in Alltagsgeräten und wie drahtlose Technologien (wie Mobilfunk, Wi-Fi, Bluetooth, UWB) das Rückgrat ihrer Konnektivität bilden.
Das Kernthema ist das Wireless Sensing (Drahtloses Erfassen), bei dem die gleichen Hochfrequenz-Signale (RF-Signale), die für die Kommunikation verwendet werden, auch zur Erkennung der Umgebung dienen.
Integrated Sensing and Communication (ISAC)
Ein zentrales Merkmal von 6G ist ISAC, eine Technologie, die Kommunikationsnetze auch als Sensornetzwerke fungieren lässt. Eine Sensorik ohne Gerät: ISAC soll es ermöglichen, Personen und Objekte zu erkennen und zu verfolgen, auch wenn diese kein Endgerät mit sich führen. Die Technologie kann Bewegungen, Objekte, Hindernisse und sogar Maschinenvibrationen erkennen, basierend auf Ähnlichkeiten mit der aktuellen Radar-Sensorik.
ISAC wird als ein Game Changer» bezeichnet, der Kommunikationsnetze von einfachen «Datenleitungen» zu intelligenter Infrastruktur weiterentwickeln wird, die die Welt erfasst und versteht.
Was ist Wireless Sensing?
Wireless Sensing nutzt RF-Signale, um die Umgebung zu detektieren, ohne dass aktive Elektronik am Zielobjekt erforderlich ist. Es ermöglicht:
- Räumliche Überwachung ohne Kameras.
- Anwesenheitserkennung, Bewegungs- und Gestenerkennung.
- Umweltüberwachung.
Funktionsweise und Modi
Wireless Sensing funktioniert durch das Erkennen und Analysieren von Änderungen in RF-Signalen, während sie von einem Sender zu einem Empfänger wandern. Es unterstützt verschiedene Betriebsmodi:
- Monostatisch: Sender und Empfänger in einer einzigen Einheit (selbstständig, kompakt).
- Bistatisch: Sender und Empfänger in verschiedenen Einheiten (bietet mehr Flexibilität).
- Multistatisch: Mehrere Empfänger nutzen Signale von einem oder mehreren Sendern (verbesserte Leistung).
Anwendungsfälle von Wireless Sensing
Die Technologie soll eine breite Palette von Anwendungsfällen ermöglichen, darunter:
- Drohnenbetrieb: Kollisionsvermeidung, Verfolgung der Flugbahn, Erkennung von Eindringlingen.
- Smart Homes: Erkennung von Eindringlingen.
- Smart Factories: Geo-Fencing.
- Gesundheitswesen: Unaufdringliche Überwachung von Vitalfunktionen.
6G Integrated Sensing and Communications (ISAC)
Die Konvergenz von Wireless Sensing und Kommunikation wird als Integrated Sensing and Communications (ISAC) bezeichnet und ist ein zentrales Element der kommenden 6G-Ära (erwartet um 2030). 6G wird von Grund auf mit einer nativen Systemarchitektur konzipiert, die ISAC sowie KI und fortschrittliches Computing unterstützt.
Vorteile von ISAC
Die Integration in ein einziges Systemdesign bietet signifikante Vorteile:
- Verbesserte Systemeffizienz: Maximale gemeinsame Nutzung von Hardware (z. B. RF-Komponenten) und Rechenressourcen für Kommunikation und Sensing.
- Verbesserte Spektraleffizienz: Reduzierung drahtloser Interferenzen und Eliminierung der Notwendigkeit separater Frequenzzuteilungen.
- Erhöhte Energieeffizienz: Gemeinsame Nutzung von Strom- und Verarbeitungsressourcen.
- Neue Einnahmequellen: Ermöglichung innovativer vertikaler Anwendungsfälle (z. B. erweiterte Drohnen- und Gesundheitsüberwachung).
- Steigerung der Netzwerkeffizienz: Kontinuierliche Verbesserung von Digital Twins (Modelle physischer Systeme in der digitalen Welt) durch Echtzeit-Wireless Sensing.
Aktueller Stand
Der Weg zu 6G ISAC beginnt mit der 5G Advanced Study Item, die sich auf Wireless Sensing konzentriert. Aktuelle Studien befassen sich mit Kanalmodellierung, Sensormodi, Systemanforderungen und KPIs. Es gibt bereits Prototypen, die z. B. hochauflösendes Sensing und die Identifizierung von Materialtypen auf Basis ihrer RF-Eigenschaften demonstrieren, was für die Pflege von Digital Twin-Modellen nützlich ist.
Quelle: Qualcomm 17. September 2024
https://www.qualcomm.com/news/onq/2024/09/when-wireless-sensing-meets-communications-what-new-efficiencies-and-experiences-can-you-expect-in-the-6g-era