Gesamtheitlicher Ansatz von Kommunikations- und Steuersystemen in Cyber Physical Systems unter Ausnutzung von adaptiven Kommunikationsnetzwerken (eNC2)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gerhard P. Fettweis; Professor Dr.-Ing. Frank Hanns Paul Fitzek
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 334648488

Der Projektantrag ENC2 untersucht die gemeinsame Kommunikations- und Regelungstechniken zur Steuerung von Cyber Physical System in Echtzeit und globaler Ausprägung. Heutige Ansätze bieten nur lokale Lösungen. Darüber hinaus werden Kommunikation und Steuerung heute agnostisch voneinander betrachtet. Das Ziel von ENC2 ist es daher die multidisziplinäre und gemeinsame Forschung von Kommunikations- und Regelungstechnik zur grundlegenden Theorie für zukünftige Cyber Physical Systems (CPS) zu erarbeiten. Derzeitige Kommunikationsnetze werden durch disruptive neue Techniken wie Software Defined Networks (SDN) und Network Function Virtualization (NFV) ergänzt, um die neuen Herausforderungen wie i.) Latenz, ii.) Robustheit, und iii.) sehr dynamischen Netzwerkbedingungen der CPS auf globaler Ebene zu adressieren. Die Neuheit aus Sicht der Regelungstechnik sind nun mehrere fehler- und latenzbehaftete Regelkreise, die miteinander verbunden (sensor fusion) werden und durch hierarchische Entscheidungsfindungen optimiert werden sollen. Die Neuheit aus Sicht der Kommunikationssysteme ist die Einbettung von Netzwerkkodierung und Compressed Sensing in die NFV- und SDN-Umgebung, um die Anforderungen an die Echtzeit und den Umgang mit einer massiven Anzahl von Endgeräten zu realisieren. Um unseren holistischen Ansatz von Kommunikations- und Regelungstechnik zu demonstrieren, implementieren wir unser eigenes Testbest, das auf Openstack (NFV), Openflow (SDN), KODO (Netzwerkkodierung) und Testman (proprietäre Steuerungssoftware) zur Steuerung von vernetzten Autos basiert. Dieses Testbed dient zur Validierung der in ENC2 erarbeiteten Theorie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen