Foto: Bosch AG
Weltweit nehmen Forschung und Entwicklung für den zukünftigen Mobilfunkstandard 6G Fahrt auf. Unternehmen und Staaten investieren massiv in diese Technologie. Bosch engagiert sich umfassend auf nationaler wie internationaler Ebene in Projekten, Kooperationen und Initiativen, um wichtige Grundlagen für die 6G-Technologie zu erarbeiten. „6G wird weit mehr sein als eine reine Infrastruktur für Vernetzung, es wird autonom fahrenden Autos, intelligenten Städten und vernetzten Industrien einen enormen Effizienzschub geben. Deswegen ist 6G für Bosch ein strategisch wichtiges Technologiefeld“, sagt Dr. Andreas Müller, der bei Bosch 6G-Aktivitäten bündelt und leitet. Im Unternehmen befassen sich derzeit rund 40 Mitarbeitende mit der 6G-Technologie. „In den kommenden zwei Jahren werden es voraussichtlich doppelt so viele sein“, so Müller. Gegenwärtig investiert Bosch einen mittleren siebenstelligen Betrag in die Forschung und Entwicklung von 6G.
Bosch und Nokia weiten ihre Forschungskooperation auf 6G aus
Bosch und Nokia haben bekannt gegeben, ihre 2017 geschlossene Kooperation zur Entwicklung von industriellen IoT-Lösungen im Bereich 5G jetzt auch auf die neue 6G-Technologie auszuweiten. Die beiden Unternehmen forschen gemeinsam an der nächsten Netzgeneration und untersuchen, wie sich die künftigen 6G-Netze sowohl für die Kommunikation als auch für die Sensorik nutzen lassen.
Umfassendes Bosch-Engagement auf nationaler und internationaler Ebene
Bosch bringt seine Expertise und Erfahrung in derzeit fünf öffentlich geförderte Projekte ein. Hierbei zielen die Projekte „6G-ICAS4Mobility“, „KOMSENS-6G“ und „6G-BRAINS“ primär auf die Integration von Kommunikation und sensorbasierter Umfeld-Erkennung. Bei erstgenanntem Projekt hat Bosch die Konsortialführerschaft übernommen. Neben der Betrachtung von relevanten Szenarien für den Straßenverkehr sollen Erkenntnisse aus der Projektarbeit insbesondere auch als technische Grundlage für Anwendungen im Bereich vernetzter Drohnen sowie im Bereich Industrie 4.0 (zum Beispiel für fahrerlose Transportsysteme) dienen. Bei den Projekten „6G-ANNA“ und „6G-SHINE“ stehen neue Vernetzungsstrukturen im Fokus. Diese sollen zukünftige E/E-Architekturen in Fahrzeugen oder Roboterzellen in der Industrie effizienter gestalten. Zudem beteiligt sich Bosch aktiv und in leitender Funktion auch an frühen Diskussionen und Aktivitäten zu künftigen Mobilfunkstandards innerhalb verschiedener Industrieallianzen. Bei der „5G Automotive Association (5GAA)“ etwa arbeiten führende Unternehmen aus der Automobil- und Telekommunikationsbranche zusammen, um Lösungen für die Mobilität der Zukunft zu entwickeln. Bei der „5G Alliance for Connected Industries and Automation (5GACIA)“ legen Industrieunternehmen ihren Fokus auf die Vernetzung von Maschinen und Anlagen.
Netze mit sechstem Sinn durch Integration von Sensorik
Die nächste Mobilfunkgeneration wird unter anderem neue Funktionalitäten ähnlich zu Radar-Sensoren integrieren. Mit 6G wird es möglich sein, die Position von Objekten im Abdeckungsbereich des Netzes zu erfassen – und zwar ohne, dass diese Objekte mit einem Funkmodul ausgestattet sein müssen. 6G wird extrem hohe Datenraten von bis zu einem Terabit pro Sekunde ermöglichen, bei gleichzeitig sehr geringen Latenzzeiten in der Größenordnung von rund 100 Mikrosekunden – das ist vier Mal schneller als ein Blitzeinschlag. Dadurch wird es beispielsweise mithilfe digitaler Zwillinge möglich sein, Fertigungsabläufe aus der Realität in einer virtuellen Welt ohne zeitliche und räumliche Einschränkung zu überwachen und zu simulieren. Experten gehen davon aus, dass der erste 6G-Standard voraussichtlich im Jahr 2028 fertiggestellt sein wird.
In den vergangenen Monaten haben Deutschland und Europa zahlreiche 6G-Projekte ins Leben gerufen. Ziel hierbei: ihre technologische Souveränität zu stärken. Die deutsche Bundesregierung fördert über das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 6G-Aktivitäten in den nächsten drei Jahren mit rund 700 Millionen Euro. Zudem sind im EU-Haushalt bis 2027 weitere knapp 900 Millionen Euro eingeplant. Auch Japan und die USA haben entsprechende Investitionsprogramme in Höhe von insgesamt rund 4,5 Milliarden US-Dollar aufgelegt.
6G-Projekt schafft neue Möglichkeiten für die vernetzte Mobilität
Vernetzte Fahrzeuge machen Mobilität effizienter, sicherer, komfortabler und intelligenter. Hierfür müssen die Fahrzeuge – ob auf der Straße, in der Luft oder in einer Fabrikhalle – untereinander und mit ihrer Umgebung schnell und zuverlässig Daten austauschen können. Dabei spielen verschiedene Sensoren wie Radare eine entscheidende Rolle. Mit Sensoren können Fahrzeuge „sehen“ und ihr Umfeld erkennen; sie helfen, um beispielsweise Kollisionen zu vermeiden. Insbesondere für den autonomen Betrieb von Fahrzeugen sind Sensoren unerlässlich. Bislang laufen Kommunikations- und Sensorsysteme in Fahrzeugen in der Regel unabhängig voneinander. Und das, obwohl sie beispielsweise bei der Signalverarbeitung oder der Systemarchitektur viele Gemeinsamkeiten aufweisen.
Ziel des Projektes „6G-ICAS4Mobility“ ist es, die bislang getrennt betriebenen Kommunikations- und Radarsysteme enger miteinander zu koppeln und in ein gemeinsames 6G-System zu integrieren. Das Projekt wird in den kommenden drei Jahren wichtige Grundlagen für den zukünftigen 6G-Standard entwickeln und damit einen wichtigen Beitrag zur Sicherung der technologischen Souveränität Deutschlands und Europas leisten. Unter Leitung des Konsortialführers Bosch hat das Konsortium aus Hochschulen, Automobilzulieferern, Kommunikations- und Radarspezialisten sowie Drohnenanbietern die Forschungsarbeit aufgenommen.
Zukünftig werden die in Echtzeit fließenden Sensordaten verschiedener mobiler Endgeräte (etwa Fahrzeuge) über den 6G Mobilfunk koordiniert und kombiniert, um ein genaueres Abbild der Umgebung zu erstellen. Damit kann die Verkehrssicherheit erhöht und die Effizienz der Straßennutzung gesteigert werden. Gleichzeitig sollen Radarfunktionen auch direkt in zukünftige Kommunikationsmodule integriert werden, was zu Kosteneinsparungen und einer effizienteren Nutzung der knappen Funkressourcen führt.
Neben der Betrachtung von relevanten Szenarien für den Straßenverkehr sollen Erkenntnisse aus der Projektarbeit insbesondere auch als technische Grundlage für Anwendungen im Bereich vernetzter Drohnen sowie im Bereich Industrie 4.0 (zum Beispiel für fahrerlose Transportsysteme) dienen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert „6G-ICAS4Mobility“ mit rund zehn Millionen Euro und trägt damit 70 Prozent der Projektkosten.
Direkter Datenaustausch als eine wichtige Grundlage
Die engere Kopplung und die Integration von Kommunikations- und Radarfunktionen (engl. Integrated Communication and Sensing, ICAS) wird bereits seit einigen Jahren insbesondere im akademischen Bereich intensiv diskutiert. Im Projekt soll nun die praktische Leistungsfähigkeit der Technologie nachgewiesen werden, um sie dann in den zukünftigen Mobilfunkstandard einbringen zu können. „ICAS gilt als eine Schlüsseltechnologie für künftige 6G-Systeme und wird ganz neue Möglichkeiten eröffnen, die weit über das Potenzial aktuell genutzter Funktechnologien hinausgehen“, erklärt Andreas Müller, Initiator von 6G-ICAS4Mobility und Projektleiter für die 6G-Aktivitäten von Konsortialführer Bosch. „Durch eine gemeinsame Nutzung des Funkspektrums, der Hardware und der Signalverarbeitung können alle Systeme insgesamt wesentlich effizienter bei deutlich niedrigeren Kosten und geringerem Energieverbrauch realisiert werden“, so Müller. Eine wichtige Rolle nimmt hierbei der sogenannte Sidelink ein, der eine direkte Kommunikation zwischen zwei Fahrzeugen ermöglicht. Der Clou: Sidelink ist unabhängig von der bestehenden Mobilfunkinfrastruktur nutzbar. Auf diese Weise ist zukünftig sicheres autonomes Fahren auch in Regionen mit schlechter Mobilfunkanbindung realisierbar.
Weltweit nimmt die 6G-Forschung an Fahrt auf. Allein die deutsche Bundesregierung fördert entsprechende Aktivitäten bis 2025 mit rund 700 Millionen Euro; im EU-Haushalt sind für den Zeitraum von 2021 bis 2027 nochmals etwa 900 Millionen Euro eingeplant. Analog gibt es riesige Investitionsprogramme auch in den anderen Weltregionen, allen voran den USA, Japan, Südkorea und China. Dies spiegelt unter anderem die geopolitische Bedeutung von 6G sowie den erwarteten Stellenwert bei der technologischen Souveränität wider. Experten gehen davon aus, dass der erste 6G-Standard etwa im Jahr 2028 fertiggestellt sein wird. www.bosch.com
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