Sensorik in 6G-Netzen: Neue Potenziale und Herausforderungen für verschiedene Branchen

Sensorik in 6G-Netzen: ETSI skizziert transformative Möglichkeiten für verschiedene Branchen

Das Europäische Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) hat einen Bericht zu den erwarteten Sensorfähigkeiten zukünftiger 6G-Netze veröffentlicht. Der Fokus liegt auf Integrated Sensing And Communication (ISAC), einer Technologie, die die Funksignale für Kommunikations- und Sensoraufgaben nutzt. Der Bericht beschreibt 18 Anwendungsfälle, die das Potenzial von ISAC in verschiedenen Sektoren wie Gesundheit, öffentliche Sicherheit, Transport, Robotik, Smart Factories und Smart Cities aufzeigen.

ISAC: Ein Paradigmenwechsel in der drahtlosen Kommunikation

ISAC ermöglicht es drahtlosen Netzwerken, ihre Umgebung aktiv wahrzunehmen. Durch die Integration von Sensorfunktionen in die Kommunikationsinfrastruktur versprechen 6G-Systeme Anwendungen, die bisher als Science-Fiction galten. Diese Integration zielt darauf ab, die gleichen Funksignale und möglicherweise das gleiche Spektrum und die gleiche Hardware für Kommunikations- und Sensoraufgaben zu verwenden. Dies ermöglicht erhebliche technologische und gesellschaftliche Vorteile.

Transformation von Branchen durch 6G-Sensorik

Im Gesundheitswesen könnten Basisstationen Vitalparameter wie Herzfrequenz und Atmungsmuster im öffentlichen Raum erfassen und bei Notfällen wie Stürzen oder plötzlichen medizinischen Zwischenfällen Rettungsdienste alarmieren. Ferngesteuerte Roboter könnten Senioren überwachen und pflegen, als Avatare für Familienmitglieder fungieren und durch ausgefeilte Sensorik und Interaktionsmöglichkeiten Gesellschaft und Unterstützung leisten. Auch Such- und Rettungseinsätze könnten revolutioniert werden, indem mobile Geräte mit ISAC Personen unter Trümmern oder Schnee durch die Erkennung von Mikrobewegungen von Herzschlag und Atmung lokalisieren.

Im Transportwesen könnte die visionsgestützte intelligente Verkehrsführung durch die Kombination von ISAC-HF-Sensorik mit Kameradaten ein umfassenderes Verständnis der Verkehrsdichte, Fahrzeugtypen und Fußgängerpräsenz ermöglichen. ISAC könnte traditionelle Sensoren wie Induktionsschleifen ersetzen oder ergänzen und eine intelligentere Ampelsteuerung ermöglichen. Auch der sichere Betrieb von unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) für den Transport wird thematisiert, wobei ISAC als ein wichtiges sekundäres System zur unabhängigen Überprüfung der UAV-Standortdaten vorgeschlagen wird, um die Sicherheit des Luftraums für Operationen außerhalb der Sichtlinie (BVLoS) zu erhöhen.

Im industriellen Bereich verspricht ISAC eine verbesserte Automatisierung und Präzision. Kollaborative Roboter, die auf digitaler Zwillingsbildung basieren, könnten mithilfe von 6G-Sensorik für präzise Umgebungskartierung und -koordination zusammenarbeiten. Die präzise Lokalisierung für das Greifen von Robotern konzentriert sich darauf, Roboter in die Lage zu versetzen, Objekte mit extremer Genauigkeit zu identifizieren und zu handhaben, was für die Fertigung und das Bauwesen von entscheidender Bedeutung ist. Darüber hinaus könnten Echtzeit-Cyber-Physische Systeme (R-CPS) an Industriearbeitsplätzen es Fachkräften ermöglichen, Roboter in gefährlichen Umgebungen fernzusteuern oder hochpräzise Aufgaben auszuführen, unterstützt durch fusionierte Sensordaten und ultrazuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz.

Anforderungen und Herausforderungen

Um diese Visionen zu verwirklichen, müssen 6G-Systeme anspruchsvolle Anforderungen erfüllen, darunter hohe Genauigkeit bei der Positionsbestimmung, Geschwindigkeitsschätzung, Sensorauflösung, Latenz, Zuverlässigkeit und die Wahrscheinlichkeit von Fehldetektionen oder Fehlalarmen. Der Bericht analysiert verschiedene Einsatzszenarien, von Innenbüros und Fabriken bis hin zu städtischen Straßenschluchten und Autobahnen, und berücksichtigt unterschiedliche Mobilitätsgrade und Abdeckungsbedingungen. Es werden auch die Eignung verschiedener Frequenzbänder und verschiedene Sensormodi diskutiert.

Es bleiben jedoch erhebliche Herausforderungen. Die Ermöglichung der Feinbewegungserkennung, die Sicherstellung der extrem niedrigen Latenz und Synchronisation, die für Echtzeit-Cyber-physische Systeme und die Mensch-Roboter-Interaktion erforderlich sind, und das Erreichen einer robusten Leistung in verschiedenen und schwierigen Ausbreitungsumgebungen erfordern weitere Innovationen. Die Datenfusion aus mehreren Quellen, verteilte Sensortechniken und die Anwendung von KI/ML werden als wichtige Schlüsseltechnologien identifiziert.

Empfehlungen für die Zukunft

Der Bericht schließt mit wichtigen Empfehlungen für die Zukunft. Er fordert weitere Arbeiten zur ISAC-Kanalmodellierung, Messungen und Bewertungsmethoden. Die Entwicklung von System- und RAN-Architekturen, die die verschiedenen Einsatzszenarien, Sensormodi und Integrationsstufen unterstützen, ist von größter Bedeutung. Der Bericht hebt die Notwendigkeit dedizierter Studien zu den Aspekten Sicherheit, Datenschutz, Vertrauenswürdigkeit und Nachhaltigkeit von ISAC hervor. Die Sicherstellung der Zustimmung der Nutzer, die Anonymisierung von Daten, der Schutz vor unbefugtem Zugriff und der Aufbau vertrauenswürdiger Systeme sind für die öffentliche Akzeptanz und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften unerlässlich.

Bibliographie: https://www.telecomstechnews.com/news/etsi-sensing-capabilities-of-6g-networks-transform-industries/ https://www.etsi.org/newsroom/press-releases/2520-etsi-publishes-first-report-on-isac-use-cases-for-6g https://www.eenewseurope.com/en/etsi-identifies-first-6g-sensor-use-cases/ https://www.etsi.org/newsroom/press-releases/2518-etsi-unveils-a-new-nfv-architecture-to-support-telco-cloud-networks-for-6g?highlight=WyJuZnYiLCJuZnYncyIsIiduZnYiLCJuZnYnIl0= https://x.com/jonnyevans_cw/status/1912640902792900824 https://x.com/Gadget_Ry/status/1912532693905981877 https://www.telecomstechnews.com/news/tag/isac/ https://www.abiresearch.com/market-research/product/7784659-sensing-has-the-potential-to-revolutionize/ https://www.etsi.org/deliver/etsi_gr/ISC/001_099/001/01.01.01_60/gr_ISC001v010101p.pdf https://www.techedgewireless.com/post/isac-integrated-sensing-and-communication-in-6g