Die Europäische Union hat sich an die Spitze der drahtlosen Technologie der nächsten Generation gesetzt mit Hexa-X II, einer umfassenden Forschungsinitiative, die den ehrgeizigsten Versuch des Kontinents darstellt, 6G-Netzwerke zu definieren und zu entwickeln. Aufbauend auf der grundlegenden Arbeit seines Vorgängers kommandiert dieses Flaggschiff-Projekt unter dem Horizon Europe-Programm ein Budget von über 140 Millionen Euro und bringt führende Telekommunikationsunternehmen, Forschungseinrichtungen und Technologieanbieter aus ganz Europa zusammen, um die technischen Grundlagen für drahtlose Systeme der sechsten Generation zu schaffen.

Gestartet im Jahr 2023 mit einem Mandat, das sich bis 2025 erstreckt, dient Hexa-X II als Europas primäres Vehikel für EU 6G research, koordiniert Bemühungen über mehrere technische Bereiche hinweg und hält dabei eine enge Ausrichtung mit globalen Standardisierungsgremien aufrecht. Der Umfang des Projekts umfasst alles von der Grundlagenforschung in neue Radio-Technologien bis zur Entwicklung praktischer Implementierungsrahmen, die kommerzielle 6G-Deployments in den 2030er Jahren leiten werden.

Technische Architektur und Vision

Die Hexa-X 6G Architektur sieht eine radikale Abkehr von aktuellen zellularen Netzwerkdesigns vor und führt das ein, was Forscher als "network of networks" Ansatz bezeichnen. Dieses Paradigma integriert terrestrische zellulare Infrastruktur mit Satellitenkonstellationen und schafft ein einheitliches Konnektivitätsgewebe, das sich von städtischen Zentren bis zu abgelegenen Regionen und sogar bis hin zu weltraumbasierten Anwendungen erstreckt.

Zentral für diese Vision ist das Konzept der extreme connectivity, das Datenraten von bis zu 1 Terabit pro Sekunde in spezifischen Szenarien anstrebt, während gleichzeitig Sub-Millisekunden-Latenz für kritische Anwendungen aufrechterhalten wird. Die Architektur integriert native künstliche Intelligenz-Fähigkeiten auf jeder Netzwerkebene und ermöglicht autonome Optimierung und Selbstheilungsfunktionalität, die weit über aktuelle 5G Implementierungen hinausgeht.

Das technische Framework des Projekts betont drei Kernpfeiler: nachhaltige Konnektivität, die den Energieverbrauch um bis zu 100-mal im Vergleich zu 5G pro übertragenem Bit reduziert, massive Konnektivität, die bis zu 10 Millionen Geräte pro Quadratkilometer unterstützt, und vertrauenswürdige Konnektivität mit eingebauten Sicherheits- und Datenschutzmechanismen. Diese Spezifikationen stellen quantitative Ziele dar, die spezifische Forschungsarbeitsströme innerhalb der breiteren Initiative vorantreiben.

Wichtige Technologie-Forschungsbereiche

Hexa-X II's Forschungsportfolio erstreckt sich über mehrere hochmoderne Technologiedomänen, die jeweils grundlegende Herausforderungen in der drahtlosen Kommunikation angehen. Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS) stellen einen der vielversprechendsten Bereiche dar, wobei Forscher metamaterial-basierte Oberflächen entwickeln, die elektromagnetische Wellenausbreitung dynamisch steuern können, um Abdeckung und Kapazität in Echtzeit zu optimieren.

Das Projekt legt erheblichen Schwerpunkt auf terahertz communications und erforscht Frequenzbänder zwischen 100 GHz und 3 THz, die beispiellose Datenraten für Kurzstreckenanwendungen ermöglichen könnten. Diese Forschung umfasst die Entwicklung neuer Antennendesigns, Signalverarbeitungsalgorithmen und Ausbreitungsmodelle, die speziell für diese extrem hohen Frequenzen zugeschnitten sind.

  • Fortgeschrittene multiple-input multiple-output (MIMO) Systeme mit Arrays, die Tausende von Antennenelementen enthalten
  • Cell-free massive MIMO Architekturen, die traditionelle Zellgrenzen eliminieren
  • Integrierte Erfassungs- und Kommunikationsfähigkeiten, die zentimetergenaue Positionierungsgenauigkeit ermöglichen
  • Quantum-enhanced Sicherheitsprotokolle für ultra-sichere Kommunikation
  • Edge intelligence Frameworks, die verteilte AI-Verarbeitung über Netzwerkknoten hinweg unterstützen

Machine learning Integration stellt einen weiteren kritischen Forschungsschwerpunkt dar, wobei Teams federated learning Algorithmen entwickeln, die über verteilte Netzwerkelemente hinweg operieren können, während sie die Privatsphäre der Nutzer bewahren. Diese Arbeit unterstützt direkt die Vision des Projekts für autonomes Netzwerkmanagement und -optimierung.

Industrielle Zusammenarbeit und Konsortiumsstruktur

Das Hexa-X II Konsortium bringt 44 Partner aus 16 Ländern zusammen und schafft damit Europas größte kollaborative Anstrengung in der drahtlosen Forschung. Große Telekommunikationsausrüstungsanbieter einschließlich Nokia, Ericsson und Siemens nehmen neben Betreibern wie Orange, Telefónica und TIM teil. Diese Industriebeteiligung stellt sicher, dass Forschungsergebnisse praktische Relevanz und kommerzielle Durchführbarkeit beibehalten.

Akademische Institutionen spielen gleichermaßen wichtige Rollen, wobei technische Universitäten und Forschungsorganisationen grundlegende Forschungsfähigkeiten beitragen. Die Technical University of Dresden leitet die Arbeit an Radio Access Technologien, während sich die University of Oulu auf drahtlose Ausbreitungsmodellierung konzentriert und das Fraunhofer Institute Expertise in Hardware-Implementierung und Tests beiträgt.

Die Governance-Struktur des Projekts betont europäische 6G Souveränität während sie Offenheit für globale Zusammenarbeit aufrechterhält. Regelmäßige Koordination erfolgt mit ähnlichen Initiativen in anderen Regionen, einschließlich Japans Beyond 5G Programm und Südkoreas K-Network 2030 Projekt, um sicherzustellen, dass europäische Forschung zu globalen 6G Entwicklungsanstrengungen beiträgt anstatt sie zu fragmentieren.

Standardisierungszeitplan und 3GPP Integration

Hexa-X II arbeitet mit explizitem Bewusstsein für globale Standardisierungszeitpläne, insbesondere die Roadmap des 3GPP für 6G-Spezifikationen. Das Projekt zielt darauf ab, wichtige Forschungsergebnisse bis 2025 zu liefern, in Übereinstimmung mit dem erwarteten Beginn der 3GPP Release 21 Diskussionen, die wahrscheinlich die ersten 6G-Standards um 2028-2029 definieren werden.

Forschungsergebnisse fließen direkt in europäische Positionen innerhalb der 3GPP-Arbeitsgruppen ein, wobei Konsortiumsmitglieder wichtige Führungsrollen in relevanten technischen Spezifikationsgruppen innehaben. Diese Integration stellt sicher, dass Horizon Europe wireless Forschung in konkrete Standardisierungsvorschläge übersetzt wird, anstatt rein akademisch zu bleiben.

Das Projekt unterhält eine detaillierte Koordination mit dem IMT-2030 Framework der International Telecommunication Union, welches globale Anforderungen und Bewertungskriterien für 6G-Systeme etablieren wird. Europäische Forscher tragen aktiv zur ITU-R Working Party 5D bei, die die Entwicklung terrestrischer Mobilkommunikationsstandards überwacht.

Nachhaltigkeit und Umweltauswirkungen

Umweltaspekte durchdringen jeden Bereich der Forschungsagenda von Hexa-X II und spiegeln das wachsende Bewusstsein für den CO2-Fußabdruck der Telekommunikation wider. Das Projekt strebt eine 100-fache Verbesserung der Energieeffizienz im Vergleich zu 5G-Netzwerken an, die durch mehrere sich ergänzende Ansätze erreicht wird, darunter erweiterte Sleep-Modi, AI-gesteuerte Ressourcenoptimierung und grundlegend effizientere Funktechnologien.

Forscher entwickeln Lebenszyklusanalysemethoden speziell für 6G-Systeme, die eine quantitative Bewertung der Umweltauswirkungen von der Herstellung über die Bereitstellung bis zum Betrieb ermöglichen. Diese Arbeit umfasst die Untersuchung nachhaltiger Materialien für die Netzwerkinfrastruktur und Prinzipien der Kreislaufwirtschaft für das Lebenszyklusmanagement von Geräten.

Die Integration erneuerbarer Energiequellen direkt in die Netzwerkplanung stellt einen weiteren wichtigen Forschungsbereich dar, wobei Teams Algorithmen entwickeln, die die Netzwerkleistung optimieren und gleichzeitig die Nutzung von Solar-, Wind- und anderen sauberen Energiequellen maximieren.

Fazit

Hexa-X II stellt Europas umfassendste Anstrengung dar, die Zukunft der drahtlosen Kommunikation zu gestalten, indem es erhebliche finanzielle Ressourcen mit erstklassiger technischer Expertise aus Industrie und Wissenschaft kombiniert. Der Erfolg des Projekts wird maßgeblich Europas Einfluss auf die globale 6G-Standardisierung und seine Fähigkeit bestimmen, technologische Souveränität in kritischer Kommunikationsinfrastruktur zu bewahren. Da die Forschungsergebnisse voraussichtlich ab 2025 in die 3GPP-Standardisierungsprozesse einfließen werden, werden die technischen Errungenschaften von Hexa-X II direkten Einfluss auf die 6G-Systeme haben, die Anfang der 2030er Jahre entstehen, was es zu einer der folgenreichsten Telekommunikationsforschungsinitiativen des aktuellen Jahrzehnts macht.