C2: In-Feld-Messtechnik für vernetzte THz-Systeme

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Mladen Berekovic; Professorin Dr. Admela Jukan; Professor Dr.-Ing. Thomas Kürner
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403579441

Das Projekt C2 (In-Feld-Messtechnik für vernetzte THz-Systeme) widmet sich der weiteren Evolution der Messtechnik für THz-Systeme mit der Vision, diese von parallelen Mehrkanalsystemen hin zu Multi-Hop- und Multi-Pfad-THz-Kommunikation zu entwickeln. Ähnlich zu Systemen in denen Erwartungen hinsichtlich der THz-Übertragungsqualität (QoT) an die Übertragung zwischen Sender und Empfänger gestellt werden, müssen auch Multi-Hop- und Multi-Pfad-Kommunikationssysteme hinsichtlich der Parameter der Kanalzustände charakterisiert werden. In der THz-Systemmesstechnik erfordert dieses Ziel eine Definition der System- und Regelungsarchitektur, einschließlich drahtloser Übertragungsprotokolle und Kanalkodierungsschemata sowie die Berücksichtigung von Kanalzustandsinformationen wie Rauschprognose, Modulationsformaterkennung und Dekodierungsverfahren. Aus dieser Vision eine Implementierung über Systeme und Messdaten der realen Welt zu generieren stellt eine beträchtliche Herausforderung dar. Aufbauend auf Phase I des Projekts C2, wird PI Jukan die Methoden der Messprognose auf komplexe Szenarien mit Verstärkern sowie mehreren Knoten Pfadfindung (Routing) ausweiten. PI Kürner, PI Humphreysm und PI Jukan werden ein explizites Multi-Hop-Experiment unter Zuhilfenahme des Kanal-Sounders der TUBS und der 300GHz-Übertragungsstrecke der PTB durchführen. PI Berekovic wird KI-Algorithmen zur Modulationserkennung unter Berücksichtigung von RF-Beeinträchtigungen entwickeln und diesen Algorithmus auf einem FPGA implementieren. Zusammenfassend schlagen wir vor in Phase II auf zwei Hauptziele hinzuarbeiten: (I) Konzipieren einer Referenzarchitektur für System und Control-Plane von THz-vernetzten Systemen sowie der zusammenhängenden Algorithmen um RF-Beeinträchtigungen als Basis für ihre Verhinderung zu erkennen, einschließlich: Feedback-Loop-Optimierung, Pfadberechnung und adaptive Modulation. (II) Nutzen von Daten aus Simulationen und Experimenten, einschließlich eines Experiments in Form eines Tischaufbaus das ein Multi-Hop-THz-Netzwerksystem nachbildet, Untersuchen des Einflusses von Verstärkern auf die gesamte Kanal- und Systemcharakteristik, einschließlich der Abhörsicherheitsperformanz.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2863: Metrologie für die THz Kommunikation
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Dr. David Humphreys