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Hans D. Schotten
Lehrstuhl für Funkkommunikation und Navigation 17.05.2018
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AMMCOA - Nomadic 5G Private Networks
Jacob Kochems, Hans D. Schotten
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Projekt AMMCOA
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Hochzuverlässige und echtzeitfähige Vernetzung für
hochautomatisierte Land- und Baumaschinen
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Konsortium
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Koordinator:
Infineon Technologies AG, Neubiberg
Partner:
BOMAG GmbH, Boppard
Core Network Dynamics GmbH, Berlin
Fraunhofer HHI, Berlin
John Deere GmbH & Co. KG, Kaiserslautern
Robot Makers GmbH, Kaiserslautern
TU Kaiserslautern
Sensor-Technik Wiedemann, Kaufbeuren
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Motivation & Vision
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5G Vernetzung auch abseits der Mobilfunk Infrastruktur
Autonome Vernetzung mobiler Einheiten
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Ziele und Inovationen
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Ein nomadisches Netzwerk, welches …
lokal die gleichen Anforderungen erfüllt, wie
5G URLLC insbesondere bzgl. Latenz, Verfügbarkeit und
Lokalisierung
sich autonom in die Weitverkehrsnetze einfügt und damit
eine dynamische Erweiterung der 5G Infrstruktur darstellt und
eine integrierte Lokalisierungslösung bietet.
Undefinierter Kontext, keine Karten, veränderliche Aufgaben, …
Nur gelegentliche Netzabdeckung, …
Eigene Autorisierungsoption erwünscht, kein Sicherheitsanker, …
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Anwendungsfall - Landwirtschaft
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mobile
Basisstation
Straßentransport
ohne Empfang
optionale / mobile
Infrastruktur auf
dem Feld2. paralleles
Fahren
(Lokalisierung)
3. Operator: Handy /
Tablet
Videostreams, Status
4. Datenupload in die Cloud
mit hoher Bandbreite
(ggf. nur mit Infrastruktur)
1. Transport
Infrastruktur
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Anwendungsfall - Straßenfertigung
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Anwendungsfall - Straßenfertigung
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zum
Wassertank-
Fahrzeug
Site Manager
(onsite/offsite)
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Anforderungen
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5km 1ms
1Gps
LatenzReichweite
Datenrate
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Netzwerkkonzepte
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Core Netzwerk
RAN
Edge Cloud
Server
eNB eNB eNB eNB
VNFVNFVNFVNF
VNFVNFVNF
VNFVNF
Konkurrierende Konzepte
– Trust Zone
– 5G Island
– 5G Private Networks
unterscheiden sich in
– der Klasse der VNFs
– Granularität der mobilen VNF Cluster
– Betreiber des/der RAN/Edge Cloud
• Mobilfunkbetreiber
• andere private Betreiber
– nomadisch / statisch
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Private 5G Netze
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3,4 GHz 3,5 GHz 3,6 GHz 3,7–3,8 GHz
Auktion, 2019
5G Core Band
Private Netze sollen nur private Dienste anbieten
Private Netze können mit den öffentlichen verbunden sein oder nicht (isolated
networks)
3GPP SA und unterstützende Industrieverbände wie 5G-ACIA untersuchen
zurzeit mit Hochdruck sogenannte "private 5G Netze".
Private 5G Netze sollen eine von den MNOs unabhängige, aber statische
Infrastruktur haben.
Erste Produkte werden auf der Hannover Messe vorgestellt
Entscheidung der Präsidentenkammer vom 14.05.2018 sieht Spektrum für
private Netze vor (3.7 – 3.8 GHz)
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Netzwerkkonzepte
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Konzept Roaming Eigenes
Nutzer-
management
Eigene
Infrastruktur
Nomadisch Infras-
rukturlos
5G Network
Slice
Trust Zone
5G Private
Networks
5G Islands
(AMMCOA)
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Private 5G Netze
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Private Netze: neue Option die einige der Anforderungen aus
AMMCOA erfüllt (Ownership, lokale Vernetzung, eigene Security und
Nutzermanagement)
Daher untersuchen wir, wie sich die AMMCOA Vision als nomadische
und infrastrukturlose private 5G Netze umsetzen lässt, weil dies die
Akzeptanz in 3GPP und bei den Herstellern deutlich erhöhen würde.
3,4 GHz 3,5 GHz 3,6 GHz 3,7–3,8 GHz
Auktion 2019
5G Core Band
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AMMCOA Netzwerkarchitektur
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Fahrzeug
NM
Fahrzeug Fahrzeug
Fahrzeugentferntes
Fahrzeug
Lokale Gruppe
CV
Mobilfunk
mmWNM: Network Master
CV: Coordinating Vehicle
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Fahrzeug
NM
Fahrzeug Fahrzeug
Fahrzeugentferntes
Fahrzeug
Lokale Gruppe
CV
Mobilfunk
mmWNM: Network Master
CV: Coordinating Vehicle
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Fahrzeug
NM
Fahrzeug Fahrzeug
Fahrzeugentferntes
Fahrzeug
Lokale Gruppe
CV
Mobilfunk
mmWNM: Network Master
CV: Coordinating Vehicle
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AMMCOA Netzwerkarchitektur
Applications
– Application Layer
• autonome Fahrfunktionen
• Nutzungsstatistik
• …
Subscription Manager
– Benachrichtigung der
Applikationen über
Zustandswechsel der Konnektivität
State Predictor
– Schätzung bevorstehender
Zustandswechsel bzgl.
Konnektivität
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Radio
Interfaces
State
Predictor
Subscription
Manager
Applications
EPC
Router
OBU
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Verbindungsprädiktion
Applikationssicht Netzwerksicht
Core Netzwerk
RAN
Edge Cloud
Server
eNB eNB eNB eNB
VNFVNFVNFVNF
VNFVNFVNF
VNFVNF
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Radio
Interfaces
State
Predictor
Subscription
Manager
Applications
EPC
Router
OBU
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
