Durch drahtlose Kommunikation mit geringen Latenzen und hochpräzise Lokalisierung werden industrielle Produktionsprozesse deutlich flexibler. Zudem stellen die Industrie und insbesondere die Produktion hohe Ansprüche an Verlässlichkeit, Latenz und Positionierungsgenauigkeit, damit die Interaktion zwischen Maschinen nahtlos gelingt. Die Entwicklung des neuen Kommunikationsstandard 5G adressiert diese erhöhten Anforderungen.

Das Fraunhofer IIS entwickelt derzeit Prototypen niedriglatenter Kommunikationssysteme und hochpräziser Lokalisierungssysteme für den aktuellen LTE-Standard und das kommende 5G New Radio (NR). Auf dem Mobile World Congress 2018 werden in Halle 7 am Fraunhofer-Stand 7G31 zwei ausgewählte Technologiedemonstrationen für das industrielle Internet of Things (IoT) präsentiert:

Kommunikation mit niedriger Latenz

Kommunikation mit hoher Verlässlichkeit und geringen Latenzen ist die Grundvoraussetzung für nahtlose Interaktion zwischen Maschinen in zeitkritischen Anwendungen.

Auf dem Mobile World Congress 2018 demonstriert das Fraunhofer IIS die Vorteile niedriger Latenzzeiten am Beispiel einer Sichtprüfung. Das System, das die verwendeten Kameras auslöst, nutzt zwei verschiedene Übertragungswege in direktem Vergleich: Zum einen eine Niedrig-Latenz-Verbindung, die die neue LTE-Technologie mit verkürzten Übertragungszeitintervallen (LTE sTTI) verwendet, und zum anderen eine gewöhnliche Wi-Fi-Verbindung. So können sich die Besucher anhand einer Sichtprüfung in einem Produktionsprozess selbst ein Bild von den Vorteilen von LTE sTTI für industrielle Anwendungen machen. Diese Technologie ermöglicht verringerte Ende-zu-Ende-Latenzzeiten und minimiert Schwankungen der Latenz (Jitter).

Hochpräzise Lokalisierung

5G-Lokalisierung verbessert die aktuelle 4G-Lokalisierung durch die Einführung neuer Technologien und Funktionen und erschließt damit bisher ungekannte Möglichkeiten. Hierzu zählen unter anderem die Ausnutzung einer größeren Bandbreite für eine bessere Zeitauflösung, die Verwendung dichter Netzwerke und die Einführung neuer, hochentwickelter Verarbeitungstechniken.

Auf dem Mobile World Congress veranschaulicht das Fraunhofer IIS, was mit diesen Neuerungen in einer Uplink-TDOA-Architektur in Form eines dichten Netzwerks unter Innenraumbedingungen möglich ist. Die Besucher erleben per Livestream direkt aus dem Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K. des Fraunhofer IIS-Standorts in Nürnberg ein Logistikszenario, bei dem ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) und Logistik-Mitarbeiter mit Anwender-Equipment ausgestattet sind. Während das FTF die Teile zu den Montagestationen bringt, werden die hochpräzisen Lokalisierungsdaten in den Videostream aus der Fabrik eingeblendet.