Künstliche Intelligenz für den Mobilfunk

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.

(red/mich/cc) 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.

Link: ,