An der TU Wien wurde ein neues Chris­tian Dopp­ler Labor eröff­net. Phil­ipp Svo­boda vom TU-Insti­tut für Tele­kom­mu­ni­ka­tion lei­tet das Labor. A1, Nokia und ÖBB sind die Industriepartner. 

Die Mobil­funk­bran­che steht vor gro­ßen Her­aus­for­de­run­gen: Neue Dienste und Ser­vices wer­den ange­bo­ten, gewöhn­li­che Sprach­te­le­fo­nate wer­den in Zukunft nur noch einen klei­nen Teil des Daten­vo­lu­mens aus­ma­chen, rasant zuneh­men wird die Kom­mu­ni­ka­tion zwi­schen Maschi­nen. Um auch dann noch eine hohe Qua­li­tät und Zuver­läs­sig­keit der Mobil­funk­netze gewähr­leis­ten zu kön­nen, ist eine intel­li­gente, fle­xi­ble Steue­rung nötig. 

Anwen­dungs­ori­en­tierte Grundlagenforschung
Künst­li­che Intel­li­genz (AI) wird bei all die­sen The­men eine zen­trale Rolle spie­len. Etwa mit soge­nann­ten „Digi­ta­len Zwil­lin­gen“, mit denen ein Teil des Mobil­funk­net­zes am Com­pu­ter mög­lichst prä­zise simu­liert wer­den kann, soll AI für Sicher­heit, Effi­zi­enz und sogar mög­lichst gerin­gen Strom­ver­brauch sor­gen. Diese Berei­che ste­hen auch im Fokus des neuen Chris­tian Dopp­ler Labors an der TU Wien. Unter­stützt wird das Labor vom Bun­des­mi­nis­te­rium für Arbeit und Wirt­schaft (BMAW), sowie von den Fir­men­part­nern A1 Tele­kom Aus­tria, Nokia Solu­ti­ons and Net­works, ÖBB-Personenverkehr.

„Die Mobil­funk­bran­che steht vor gro­ßen Her­aus­for­de­run­gen: Ob nun die Zunahme an Diens­ten und Ser­vices oder der Ein­satz in sicher­heits­kri­ti­schen Umge­bun­gen, die Kom­ple­xi­tät steigt und muss bewäl­tigt wer­den“, sagt Flo­rian Frauscher, Lei­ter der Sek­tion Wirt­schafts­stand­ort, Inno­va­tion und Inter­na­tio­na­li­sie­rung im BMAW. „Die­ses neue CD-Labor will die ver­füg­ba­ren Res­sour­cen mit­tels Digi­ta­len Zwil­lin­gen und KI opti­mie­ren, was Kos­ten sen­ken, Ener­gie und Res­sour­cen ein­spa­ren und das Benut­zer­er­leb­nis schnel­ler und rei­bungs­lo­ser machen wird“, so Frauscher. 

Sicher­heit und Effi­zi­enz für das Netz
„Bei man­chen Auf­ga­ben im Mobil­netz dür­fen ein­fach keine Feh­ler pas­sie­ren“, ergänzt Phil­ipp Svo­boda vom Insti­tut für Tele­kom­mu­ni­ka­tion der TU Wien, der das neue CD-Labor lei­tet. „Der Zug­ver­kehr ist ein Bei­spiel dafür: Wenn ein Signal an eine Wei­che gesen­det wer­den soll, dann darf die­ses Signal nicht ver­spä­tet ankom­men. Wir müs­sen das Netz so steu­ern, dass eine ver­läss­li­che und recht­zei­tige Über­tra­gung gewähr­leis­tet ist“, unter­streicht Svoboda.

„Das lässt sich auf unter­schied­li­che Weise machen. Man könnte zum Bei­spiel einen bestimm­ten Anteil der Infra­struk­tur per­ma­nent für bestimmte Dienste reser­vie­ren“, erklärt der neue Labor­lei­ter. „Das ist so ähn­lich als würde man auf der Auto­bahn per­ma­nent eine Fahr­spur für die Ret­tung bereit­stel­len. Prin­zi­pi­ell funk­tio­niert das, aber damit hat man dann eben über­all eine Fahr­spur weni­ger zur Ver­fü­gung. Unser Ziel ist es, eine leis­tungs­fä­hi­gere Methode zu ent­wi­ckeln, die auf genauer Kennt­nis der aktu­el­len Situa­tion basiert“, skiz­ziert Svoboda.

Der digi­tale Zwilling
Um sol­che effi­zi­en­te­ren Metho­den zu fin­den, bil­det man das Mobil­funk­sys­tem (oder einen Teil davon) in Form eines „Digi­ta­len Zwil­lings“ ab. Dabei han­delt es sich um ein Com­pu­ter­mo­dell, das der rea­len Welt mög­lichst exakt ent­spricht. Mit die­sem digi­ta­len Zwil­ling kön­nen Vor­her­sa­gen getrof­fen und simu­liert wer­den, wie sich das reale Netz unter bestimm­ten Bedin­gun­gen ver­hal­ten wird. Final soll so eine prä­zise und vor­aus­schau­ende Steue­rung des Netz­werk­ma­nage­ments ermög­licht wer­den. Der digi­tale Zwil­ling dient dabei nicht nur der Echt­zeit­op­ti­mie­rung, son­dern auch der stra­te­gi­schen Netzplanung. 

Um eine ver­läss­li­che Netz­leis­tung zu gewähr­leis­ten, müs­sen auch etwa­ige emp­fangs­re­le­vante Umge­bungs­va­ria­blen oder das Nut­zer­ver­hal­ten abge­bil­det wer­den. Durch inno­va­tive Ver­fah­ren des maschi­nel­len Ler­nens soll die KI zudem befä­higt wer­den, das Mobil­funk­sys­tem dyna­misch anzu­pas­sen, kon­ti­nu­ier­lich neue Daten zu inte­grie­ren und dabei stets ein hohes Maß an Sicher­heit zu gewähr­leis­ten. „Es gibt viele viel­ver­spre­chende Ideen, die noch auf ihre Umset­zung war­ten. Das ist es, was wir nun vor­an­trei­ben möch­ten“, so Svo­boda, Lei­ter des neuen CD-Labors für KI im Mobil­funk an der TU Wien. 

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