Fünfte High-Profile Lecture: The Future of Wireless

Drahtlos-Technik und was diese in Zukunft alles möglich machen wird. Das war Thema der fünften High-Profile Lecture des OVE in Kooperation mit der TU Wien. Andreas F. Molisch von der University of Southern California gab spannende Einblicke in “The Future of Wireless”.

Mobiles Breitband, Telemedizin, Robotik, Holografie, Extended Reality oder digitale Zwillinge – für drahtlose Technik gibt es heute und in Zukunft unzählige Anwendungen. Welche Technologien besonders vielversprechend sind und welche Herausforderungen es auf dem Weg in eine vernetzte und drahtlose Zukunft noch zu meistern gilt, präsentierte Andreas F. Molisch Mitte Juni zahlreichen begeisterten Teilnehmer:innen an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Wien.

Fast jeder ist mittlerweile mit einem mobilen Gerät verbunden. Die Zahl der Nutzer wächst daher kaum noch, die Anzahl der Geräte – vom Smartphone bis zum Sensor im Smart Home – steigt allerdings rasant. Und auch das Datenvolumen nimmt weiterhin enorm zu: Angetrieben durch Video-Streaming, Cloud-Dienste, vernetzte Fahrzeuge und Industrieanwendungen steigt dieses exponentiell.

Bis zum Jahr 2030 soll 6G Realität werden. Die sechste Generation des Mobilfunkstandards wird nicht alles neu machen, kann aber vieles verbessern:

• Höhere Datenraten: Bis zu 100 Gbit/s als Spitzenwert.
• Extrem niedrige Latenz: Für autonome Fahrzeuge oder Echtzeitsteuerung in der Industrie.
• Massive Konnektivität: Milliarden von IoT-Geräten sollen gleichzeitig kommunizieren können.
• Höchste Zuverlässigkeit: Besonders relevant für sicherheitskritische Anwendungen.

Im Rahmen seines Vortrags stellte Andreas F. Molisch einige neue Technologien für 6G im Detail vor:

• Massive und Ultra-Massive MIMO
  Multiple Input Multiple Output (MIMO) nutzt viele Antennen, um sowohl Datenrate als auch Verbindungsstabilität zu erhöhen. Bei 6G sprechen wir von tausenden Antennen pro Station. Dadurch werden Signale gezielt zu einzelnen Geräten gelenkt, was Interferenzen reduziert. Neue Herausforderungen wie Strahlverzerrung und Nahfeld-Kommunikation erfordern jedoch innovative Lösungen wie hybrides Beamforming oder holografisches MIMO.
   
• Rekonfigurierbare intelligente Oberflächen (RIS)
  RIS sind smarte Reflektoren, die Funksignale gezielt umlenken, zum Beispiel um Funklöcher in Gebäuden zu schließen.
   
• Radarsysteme und Sensorik
  Radar wird zunehmend für zivile Anwendungen genutzt – etwa zur Gestenerkennung, zur Bewegungsmeldung durch Wände hindurch oder zur Bildgebung um die Ecke. 6G wird Kommunikation und Sensorik stärker integrieren (ICAS), etwa durch die gemeinsame Nutzung von Antennen und Frequenzen.

6G wird also weitaus mehr sein als einfach nur schnelleres Internet. Es wird Anwendungen verbessern sowie neue ermöglichen, darunter:

• Autonomes Fahren: Vernetzte Fahrzeuge tauschen in Echtzeit Daten mit ihrer Umgebung und der Infrastruktur aus.
• Telemedizin und Fernchirurgie: Extrem niedrige Latenzen vergrößern hier die Möglichkeiten.
• Smart Cities: Sensoren und Kameras in der Stadt arbeiten vernetzt und effizient.
• Feste Funkzugänge (FWA): Als Alternative zu Glasfaser in ländlichen Gebieten.
• Satellitenkommunikation: Große Konstellationen in niedrigen Erdumlaufbahnen (LEO) bieten weltweiten Netzzugang.

6G wird nicht nur bestehende Technologien verbessern, sondern auch völlig neue Anwendungsbereiche ermöglichen. Bis dahin sind aber auch noch Herausforderungen zu lösen, darunter etwa Fragen der Netzwerkarchitektur, Energieeffizienz und Datenverfügbarkeit. Künstliche Intelligenz kann hier durchaus helfen, komplexe Probleme zu lösen.