6GEM Generalversammlung

Am 14. und 15. Juni 2023 fand das 4. Plenum Treffen des BMBF-geförderten Forschungsvorhabens 6GEM an der TU Dortmund statt. Mit dabei waren Frau Prof. Selma Saidi sowie die wissenschaftlichen Mitarbeiter Andrea Nota und Jintong An. Vorgestellt wurden unter anderem Beiträge aus dem Forschungsbereich 1 offene und programmierbare Plattformen, in dem Jintong An sich bewegt und dem Forschungsbereich 3 Widerstandsfähige und hochadaptive 6G-Kommunikation, in welchem Andrea Nota tätig ist.

Ein Teil in dem es bei dem Forschungsbereich 1 geht befasst sich mit der High-Level-Synthese-Toolchain für szenenspezifisches Echtzeit-Ray-Tracing auf FPGA. Bei der 6G-Kommunikation ist das Signal bei Veränderungen in der Umgebung, in beispielsweise Innenräumen für Störungen durch dynamische Objekte (z. B. Menschen, Möbel, Türen usw.) anfälliger. Diese Objekte haben einen wesentlichen Einfluss auf die Strahlformung und die Kanalbedingungen. Um die Kanalbedingungen vorherzusagen, wird die Ray-Tracing-Technologie häufig auf Computer Simulationsplattformen eingesetzt. Für das Raytracing in Echtzeit ist dies jedoch nicht möglich, CPU/GPU können iterative Raytracing-Algorithmen aufgrund ihrer architektonischen Beschränkungen nicht gut beschleunigen. Daher kann die Verwendung von FPGA zur Parallelisierung der iterativen Algorithmen die Berechnungsgeschwindigkeit verbessern, insbesondere in dynamischen Umgebungen. Diese EDA-Toolchain erkennt automatisch die Zielszene, unterscheidet zwischen dynamischen Streuquellen und statischen Hintergründen, kompiliert und setzt entsprechende Schaltungsmodule zur Anpassung an die Szene. Außerdem werden die Berechnungsmodule dynamisch geplant, um sich an die Echtzeit-Raytracing-Simulation in den dynamischen Umgebungen anzupassen.

In einem weiterern Teil aus dem Forschungsbereich 3 geht es um zeitlich begrenzte Latenzgarantien unter Berücksichtigung von Kanalvariationen im 5G-Netz Slicing. Hier werden in einem 5G- und 6G-Standardszenario verschiedene Anwendungen (sogenannte Slices) in einem einzigen physischen Netz zusammengeführt. Darüber hinaus stellen drahtlose Kommunikationsressourcen eine einzigartige Herausforderung für die Bereitstellung von Zeitgarantien dar, da sie mit hochdynamischen Umgebungen zu tun haben, in denen mehrere Parameter zur Betriebszeit unbekannt sind. Die Bereitstellung von Garantien für das Zeitverhalten solcher Systeme bleibt jedoch eine große Herausforderung, die mit Hilfe formaler Analyse angegangen werden muss. In unserer Arbeit schlagen wir einen Sensitivitätsansatz vor, um festzustellen, wann eine neue Berechnung der Worst-Case-Reaktionszeit erforderlich ist. Wir formulieren einen Online-Algorithmus, der auf der Grundlage der Variation der Anwendungsnachfrage und der Kanalbedingungen in Echtzeit berechnen kann, wie lange die aktuelle Paketlatenzgrenze gültig ist. Aus der Sicht der Anwendung ist es eine entscheidende Verbesserung, ein Maß dafür zu haben, wie lange eine solche Grenze stabil ist. Je nach Dauer der aktuellen Paketlatenz kann das Nutzergerät oder die Basisstation seine drahtlosen Eigenschaften und Kommunikationsparameter entsprechend ändern, um die Übertragung insgesamt zu verbessern.

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