Arbeitspakete

In AP 0 werden die Aufgaben der Projektsteuerung, der Koordination assoziierter und externer Partner, die Öffentlichkeits- sowie die Transferarbeit gebündelt. Die Koordination der Arbeiten der einzelnen Arbeitspakete erfolgt durch die Konsortialführer in Zusammenarbeit mit den Leitern der Arbeitspakete. Die Öffentlichkeitsarbeit soll im Wesentlichen auf zwei Säulen fußen. Zum einen plant das Konsortium Maßnahmen im Rahmen des 5x5G Innovationswettbewerbs, auch gemeinsam mit anderen geförderten Projekten des Programms. Zum anderen soll der Standort Leipzig gestärkt werden. Ziel soll es sein, bestmögliche und wirtschaftlich und gesellschaftlich nachhaltige Ergebnisse zu erzielen. Die Transferarbeit wird ebenso aus AP 0 koordiniert. Ziel ist ein abgestimmtes Vorgehen zwischen den Projektpartnern, im Wesentlichen den Forschungseinrichtungen und den Großunternehmen. Aber auch die Forschungsergebnisse der beteiligten KMU sollen über die publizierenden Forschungseinrichtungen und die in der Standardisierung aktiven Großunternehmen effizient verbreitet werden.

Arbeitspaket 1 – Tri5G Anwendungsfälle

In AP 1 sollen die Tri5G-Anwendunsgfälle geclustert und in drei partnerübergreifende Arbeitsgruppen „Vernetztes Fahren“, „Automatisierte Drohnen“ und „Tracking, Monitoring, IoT & Maintenance“ inhaltlich ausgearbeitet werden. Hierbei werden zu Beginn alle Anwendungsfälle und deren Anforderungen (an die 5G-Übertragung, das 5G-Netz, den Netzbetrieb, die erforderlichen MECFunktionalitäten, etc.) analysiert, definiert und technische Spezifikationen ausgearbeitet. Darauf aufbauend werden die geeigneten Demonstrationsszenarien, Testflächen, Abhängigkeiten, Zeitpläne und Implementierungsaufwände abgestimmt und festgelegt. Im Anschluss erfolgt die detaillierte Vorbereitung und Umsetzung der Demonstratoren, welche daraufhin erprobt werden. In dieser Erprobungsphase werden die Anwendungen anhand der Demonstratoren untersucht, Messungen durchgeführt, Mess-/Performance-Ergebnisse analysiert und ggf. Optimierungen vorgenommen sowie weitere Tests durchgeführt. Abschließend erfolgt eine Evaluierung der verfolgten Ansätze sowie der durchgeführten Erprobungen. Die erzielten Erkenntnisse werden nach Bedarf begleitend für Zwecke der Standardisierung oder ggf. auch Regulierung aufbereitet.

Arbeitspaket 1.1 – Vernetztes Fahren

In AP 1.1 werden Anwendungsfälle aus dem Bereich Mobilität bearbeitet. Dabei liegen die Schwerpunkte sowohl im Bereich der Automatisierung bzw. Fernsteuerung von Fahrfunktionen als auch im Bereich der Vernetzung von Fahrzeugen mit einer zentralen Infrastruktur via 5G. Die Use-Cases decken verschiedene Kommunikationswege zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur (Car2Car, Car2Infrastructure) ab. Dabei liegt der Fokus darauf, dass die Übertragungen nicht auf direktem Weg, z. B. von einem Fahrzeug zum anderen, sondern immer Cellular-/Cloudbasiert über das Mobilfunknetz erfolgen. Für den Bereich der Fahrzeugsteuerung sollen damit Reichweitenprobleme eliminiert und durch die Vernetzung mit Verkehrsleitstellen eine deutlich umfassendere Einbindung der Fahrzeuge in das Leitsystem erreicht werden. Die intelligente Auswahl der Kommunikationswege, der verfügbaren Rechenkapazitäten (im Fahrzeug, MEC, zentrale Infrastruktur) und die Einbindung in die Infrastruktur ist auch für Anwendungsfälle aus dem Bereich der Notfallversorgung durch Rettungskräfte relevant. Dabei werden im Projekt telemedizinische Anwendungsfälle sowie die Verarbeitung komplexer Video- und Biosignale in den Fokus genommen, um den Einsatzkräften eine optimale technische Unterstützung vor Ort zu ermöglichen. Im Rahmen der Aktivitäten sollen Anforderungen definiert, geeignete Hardware identifiziert sowie Evaluationen und Testszenarien geplant bzw. umgesetzt werden. Für beide Aspekte soll im Projekt eine gesicherte und dedizierte Netzwerkverfügbarkeit (QoS) im Mobilfunknetz konfiguriert und nachgewiesen werden. Durch die ggf. auftretenden Risiken aus dem Bereich der ITSecurity, beispielsweise durch feindliche Übernahme eines in Bewegung befindlichen Fahrzeugs oder Veränderung von medizinischen Daten, soll die Kommunikation durch eine spezielle Netzwerkkonfiguration beim MNO abgesichert werden.

Arbeitspaket 1.2 – Automatisierte Drohnen

Ziel des AP 1.2 ist die Analyse der Eignung bzw. Tauglichkeit von 5G-Technologien zur automatisierten Datenerfassung mit Hilfe von Drohnen. Im Fokus steht die KI-gestützte Echtzeitdatenverarbeitung der Daten (z.B. Bilder) aus Drohnenüberflügen. Die Drohnen stellen in diesem Kontext ein Trägersystem dar, welches zur Erfassung und Übertragung von Kamera- und Sensordaten genutzt wird. Im Rahmen des APs sollen mit den Partnern die Anwendungsfälle Zaunüberwachung, Inspektion von Flugzeugen, Flughafengebäuden und Infrastrukturanlagen / Aufklärung bei Sicherheitsvorfällen im Flughafenbereich, sowie der Einsatz von autonomen Drohnen zur Brandaufklärung erprobt werden. Untersucht werden dabei unter anderem die Befähigung von Drohnen zur Echtzeitdatenübertragung via 5G, die Anforderungen an die Netzabdeckung bzw. -parameter für einen automatisierten Drohnenflug, notwendige Serverinfrastruktur zur Datenverarbeitung von heterogenen Sensordaten, sowie KI/ML Verfahren und Modelle zur Echtzeitdatenanalyse. Die Ergebnisse, insbesondere im Bereich der Datenverarbeitung, können auf weitere Use Cases im AP 1 übertragen werden.

Arbeitspaket 1.3 – Tracking, Monitoring, IoT & Maintenance

Ziel des AP 1.3 ist unter anderem die Untersuchung, ob der 5G NR Mobilfunkstandard für die Outdoor-Echtzeitpositionserfassung geeignet ist. Einsatzszenarien sind beispielsweise die Erfassung von beladenen Transportmitteln auf dem Flughafenvorfeld, um ein effizientes Be- und Entladen der Luftfrachtcontainer zu erzielen. Die erfassten und mittels 5G übertragenen Daten sind im Zielbild in einer IoT Plattform abrufbar und dienen als Grundlage für operationelle Entscheidungen. Hierfür spielt die flächendeckende Netzabdeckung und Verfügbarkeit der Daten für mehrere tausend Sensoren eine entscheidende Rolle, um die mittels GPS Empfänger ermittelten Positionsdaten, die Zustände der Transportmittel und die Identifikation der Ladungsträger zu erhalten. Des Weiteren werden in AP 1.3 Reparaturen und Wartungen von Maschinen (Smart Glass Remote Maintenance) durch visuelle Kommunikationen untersucht. Getestet wird zudem die Übertragung und Kommunikation mittels Augmented Reality zwischen Personen an unterschiedlichen Orten. Alle Ergebnisse und Erkenntnisse des AP 1.3 fließen in das AP 2 Datendienste mit ein und können dort weiterverarbeitet werden.

Arbeitspaket 2 – Datendienste

Die Analyse und Definition von Anforderungen an Datendienste und deren Sicherheit insbesondere unter Betrachtung von Operator-übergreifenden Aspekten sind ein wichtiger Baustein zur Realisierung von Inter-Campus-Anwendungsfällen, die eine durchgängige, stabile, hochzuverlässige und sichere Kommunikation erfordern. Die Kommunikation und der Austausch von Informationen zwischen den verschiedenen Partnern/Logistikfirmen muss strenge IT-Security und Datenschutz- Regularien nach dem Need-to-Know-Prinzip einhalten. Aufgrund vieler offener Fragestellungen und fehlender Standards ist in diesem AP mit einem hohen Forschungsanteil zu
rechnen. Am Beispiel ausgewählter Anwendungsfälle aus AP1 sollen grundlegende Fragestellungen zu Inter-Operator-Aspekten definiert, deren Berücksichtigung in Tests geplant und die Pilotierung im Projekt in geeigneten Tri5G-Testarealen vorbereitet werden. Zudem sollen Szenarien untersucht werden, bei denen Zulieferer, Dienstleister bzw. Fremdfirmen auf den Werksgeländen ihrer Kunden untereinander wie auch mit ihren Kunden zusammenarbeiten sollen.

Arbeitspaket 3 – 5G-Netz, MEC & Betrieb

In AP3 werden alle in AP 1+2 erhobenen Anforderungen an die 5G-Vernetzungs- und Datendienste, die Mobile Edge Computing (MEC) Verarbeitungsdienste sowie den Betrieb des Netzes wie auch der MEC-Komponenten (auch Netzbetreiber-übergreifend) gesammelt, anwendungsübergreifend ausgewertet und Synergien identifiziert. Auf dieser Basis werden dann Quality-of-Service (QoS) Profile für alle relevanten/betrachteten Tri5G-Anwendunsgfälle erstellt, Umsetzungsstrategien entworfen und geeignete Netzkonfigurationen für die jeweiligen Testareale und Demonstrationsszenarien abgeleitet. Diese Profile dienen zur Beschreibung von Tri5G-Network-Slices und „Tri5G Specialized Industrial Services”. Auf Basis dieser Ergebnisse soll dann der beauftragte 5G-Netzbetreiber in Abstimmung mit dem Konsortium die erforderlichen Network Slices zur Abbildung und Demonstration der „Tri5G Specialized Industrial Services” für die in AP 1 festgelegten Anwendungen, Testareale, Demos und ggf. Standardisierung definieren und für die Erprobungszeckeim Tri5G-Netz umsetzen.

Arbeitspaket 4 – Endgeräte & Integration

Für die Erprobung der Tri5G-Use-Cases in realistischen Szenarien, müssen die verschiedenen Endgeräte bzw. Versuchsträger (wie beispielsweise Drohne, Bus, LKW-Trailer, Rettungsfahrzeug, etc.) durch die Integration von Funkmodulen in geeigneter Form (z. B. als Telemetrie-Einheit mit Fahrzeugschnittstellen) dafür befähigt werden, in das 5G-Netz eingebunden werden zu können. In AP 4 sollen daher zum einen alle Anforderungen an Endgeräte-seitige Konnektivitätslösungen/-
geräte entlang der Ergebnisse aus AP 1 erhoben und eine technische Spezifikation für eingebettete Lösungen erarbeitet werden. Zudem sollen alle zur Projektlaufzeit verfügbaren Funkeinheiten auf Endgeräte- bzw. Versuchsträgerseite hinsichtlich ihres Leistungsumfangs für die Erprobungszecke in Tri5G untersucht und geeignete Integrationsvarianten herausgearbeitet und erforderliche Integrationsarbeiten entlang der in AP 1 definierten Demonstrationsszenarien geplant werden. Zum anderen müssen Softwareanwendungen (Apps) für die Endgeräte entwickelt und/oder integriert werden, um die Anwendungsfälle zu unterstützen und Erprobungen möglich zu machen. Dabei sind auch die erforderlichen Integrationsarbeiten zur Nutzung von MEC-Ressourcen für die Demos zu planen und durchzuführen.