Distributed 6G Electromagnetic Signal Processing Lab
Das TITANIA-Labor – EIN LABOR FÜR DIE VERTEILTE ELEKTROMAGNETISCHE SIGNALVERARBEITUNG (EMSP) – IST EINE NEUE FORSCHUNGSINFRASTRUKTUR, DIE DERZEIT AM AIT AUSTRIAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY, CENTER FOR DIGITAL SAFETY AND SECURITY, IN WIEN AUFGEBAUT WIRD. ES WIRD VON DER ÖSTERREICHISCHEN FORSCHUNGSFÖRDERUNGSGESELLSCHAFT (FFG) IM RAHMEN DES PROGRAMMS „TECHNOLOGIEINFRASTRUKTURFÖRDERUNG 2025“ FINANZIERT.
Das Labor wird drei wesentliche Neuerungen bieten:
1. Zugang zum FR3-Frequenzspektrum (7–20 GHz) und zum FR1-Frequenzspektrum (0–6 GHz)
2. Verteilte Funkeinheiten mit Glasfasersynchronisation
3. Elektromagnetische Signalverarbeitung (EMSP) mit intelligenten Metaoberflächen
Es kann in drei verschiedenen Betriebsmodi eingesetzt werden:
- Verteilte multistatische Sensorik und Kommunikation mit direkt gespeisten Antennen (verteilte MIMO-Messinfrastruktur auf Basis einer Basislinie).
- EMSP mit einer einzelnen Funkeinheit mit Metasurface für energieeffiziente Mehrbenutzerkommunikation und integrierte Sensorik.
- Vollständig verteiltes EMSP mit 10 Funkeinheiten (jeweils mit 2 HF-Ketten und einer Metasurface), die über einen Erfassungsradius von mehreren Kilometern kohärent synchronisiert sind.
Laborinfrastruktur
Neues Equipment
- Software-Defined-Radio (SDR)-Transceiver (USRP X420, Emerson/NI) – decken den Frequenzbereich von 10 MHz bis 20 GHz ab; programmierbar über ein Xilinx RFSoC-FPGA unter Verwendung der Open-Source-Frameworks RFNoC und UHD sowie von GNURadio.
- Verteiltes optisches Synchronisationssystem – phasen- und frequenzkohärenter Betrieb verteilter Funkeinheiten
- Hardware für gestapelte intelligente Metasoberflächen (SIM)
Laborinfrastruktur @ AIT
- Reflektionsarmer Raum zur Charakterisierung von Metaoberflächen
- Testumgebung für Massive-MIMO-Kanalmessungen und mmWave-Kanalsensor
- Echtzeit-Hardware-in-the-Loop-Kanalemulator auf Basis geometrischer Kanalmodelle
- Spektrumanalysator (mmWave-Band),
- Vektornetzwerkanalysator bis 70 GHz,
- Signalgeneratoren für HF-Frequenzen bis in den Millimeterwellenbereich
- Rubidium-Taktgeber für genaue und synchronisierte Zeitmessungen
- Antennen- und Verstärker-Setups für Frequenzen unter 6 GHz und im Millimeterwellenbereich
- Optisches, kamerabasiertes 6-Freiheitsgrade-Tracking-System (Genauigkeit < 1 mm)
Industriepartner
- Österreichische Bundesbahnen (ÖBB) — zuverlässige Funkkommunikation und Sensorik für einen kosteneffizienten automatisierten Zugbetrieb auf Nebenstrecken.
- Siemens AG Österreich — Metaoberflächen für zuverlässige Funkkommunikation und Sensorik.
Aktuelle Forschungsprojekte
- RISILIENT (FFG, 01.2025–12.2027, Siemens Österreich) — RIS-gestützte, zuverlässige und effiziente drahtlose Kommunikation. Entwicklung transmissiver intelligenter Metasoberflächen sowie zentraler EMSP-Kommunikations- und Sensoralgorithmen als direkter Beitrag zu TITANIA.
- DEDICATE 6G (AIT-Förderung für leitende Wissenschaftler, 01.2021–12.2025) — Revolutionäre Technologien auf der physikalischen Ebene für zuverlässige, energieeffiziente und latenzarme 6G-Kommunikations- und Sensorsysteme mit Schwerpunkt auf verteiltem MIMO, RIS-Steuerung und -Entwurf sowie Multiband-Betrieb.
- FUTURE (ERJU, 12.2022–11.2026, ÖBB) — Numerisches Ray-Tracing-Simulationsmodell für die drahtlose Kommunikation in Szenarien mit Eisenbahnnebenstrecken zur Unterstützung des automatisierten Zugbetriebs (ATO).
- FUTURE2 (ERJU, 10.2026–03.2029, ÖBB) — Innovative Bahnverkehrsdienste zur Wiederbelebung von Nebenstrecken. Aufbau eines verteilten MIMO-Messsystems für einen groß angelegten Eisenbahn-Demonstrator in Österreich unter Verwendung der verteilten FR1/FR3-SDR-Infrastruktur von TITANIA.
Laborzugang und Kontakt
Industrie- und Forschungspartnern wird der Zugang zu transparenten, gleichberechtigten Bedingungen gewährt. Für eine schnelle Einrichtung der Versuche werden eine technische Grundunterstützung sowie FPGA- und Software-Bausteine für den SDR-Betrieb (RFNoC, GNURadio) bereitgestellt.
Anfragen zu Forschungskooperationen, zum Laborzugang oder zu Testkampagnen sind unter thomas.zemen(at)ait.ac.at willkommen.
