KOMSENS-6G - Perzeptive Kommunikations-Netzwerke mit integriertem Sensing für die 6. Generation des Mobilfunks - Integrierter Sensing Service in 6G Mobilfunknetzen

Abstract

Nokia übernahm in KOMSENS-6G die Rolle des Verbundkoordinators und war in allen sechs Arbeitspaketen (AP1–AP6) aktiv. Zur Projektsteuerung wurde ein Projektmanagement-Team (PMT) unter Leitung von Nokia gebildet, das monatliche Treffen zur Überprüfung des Projektfortschritts abhielt und die halbjährlichen Projektstatusgespräche mit dem Projektträger organisierte. Im Bereich Anwendungsfälle und Systemarchitektur (AP2) erarbeitete Nokia konkrete ISAC-Szenarien: AGV-Navigation in Industrieumgebungen, Verkehrserfassung an Kreuzungen und Drohnendetektion, sowie die zugehörige End-to-End-Systemarchitektur und Signalisierungsprotokolle. Im Bereich Radio-Frontend (AP3) wurde die SARA-Methode für optimales Codebuch-Design bei hybriden Antennenarrays entwickelt sowie Systemanalysen für Fullduplex-ISAC-Konzepte, Clutter-Entfernung und TDD-Kompensation durchgeführt. In AP4 wurden Protokollerweiterungen für die Konfiguration und Berichterstattung von Sensing-Ergebnissen im RAN entwickelt und patentrechtlich gesichert. AP5 umfasste Algorithmen zur Sensorfusion mit Kamera und LiDAR. Als zentrales experimentelles Ergebnis (AP6) wurde ein ISAC Proof-of-Concept-Demonstrator auf Basis kommerzieller 5G-Hardware aufgebaut und in der Forschungsfabrik ARENA2036 in Stuttgart mit Industriepartnern erprobt. Nokia konnte alle Meilensteine des Teilvorhabens innerhalb der Projektlaufzeit erfolgreich erreichen. Die wichtigsten Ergebnisse, die Nokia im Rahmen von KOMSENS-6G erzielt hat, lassen sich wie folgt zusammenfassen:

SARA-Methode: Theoretisch fundierte Methode zur optimalen Winkelabtastung und Interpolation für monostatische und bistatische ISAC-Systeme mit hybriden Antennenarrays. Ausgezeichnet mit dem Best Paper Award auf der WSA 2025. ISAC-Proof-of-Concept-Demonstrator: Echtzeit-ISAC-System auf Basis kommerzieller 5G-Hardware (SPU-Software-Stack, MQTT-Schnittstelle). Getestet mit Bosch und GPP bei ARENA2036 in industriellen Szenarien mit fahrerlosen Transportfahrzeugen (AGVs) und Fußgängern. CRAP-Algorithmus und TDD-Kompensation: Effiziente Algorithmen zur Störungsunterdrückung bei Phasenrauschen sowie verschiedene Methoden zur Kompensation von TDD-Artefakten im Radarbild. Non-Line-of-Sight (NLOS)-Erkennung: Experimenteller Nachweis der Machbarkeit der Objekterkennung ohne direkte Sichtverbindung unter Ausnutzung der Szenengeometrie. Vollduplex-ISAC und Selbstinterferenzunterdrückung (SIC): Systemanalyse für Vollduplex-Konzepte und Implementierung einer Hardware-Testplattform für SIC mit einer Bandbreite von bis zu 400 MHz. Multi-Objekt-Verfolgung und Sensorfusion: PHD-Filter-basiertes Verfolgungssystem für eine variable Anzahl von Zielen, das Radar-, Kamera- und LiDAR-Daten integriert. Patente: Mehrere Patentanmeldungen zu Erfassungsprotokollen, RAN-Erweiterungen und Signalverarbeitungsverfahren. Veröffentlichungen: 17 Artikel in internationalen Fachzeitschriften (darunter 2 in den IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques) und auf Konferenzen.