Wireless Connectivity and Sensing
Die Forschungsgruppe Wireless Connectivity and Sensing untersucht die theoretischen, architektonischen und signalverarbeitungstechnischen Grundlagen der nächsten Generation drahtloser Systeme. Unser Ziel ist es, sicherzustellen, dass die Gestaltung der physikalischen Schicht von Beginn an vertrauenswürdig erfolgt. Wir befassen uns mit zentralen Herausforderungen an der Schnittstelle von drahtloser Kommunikation, Sicherheit, Privatsphäre und Sensortechnologien, insbesondere in zunehmend autonomen und vernetzten Umgebungen.
In einer Welt, in der vernetzte Geräte tief in unseren Alltag eingebettet sind, sind vertrauenswürdige drahtlose Systeme unverzichtbar. Funksignale können durch Wände dringen, über die vorgesehenen Abdeckungsbereiche hinausreichen und bleiben dabei für Nutzerinnen und Nutzer unsichtbar. Dadurch sind drahtlose Verbindungen besonders anfällig für Abhören, Spoofing und Störangriffe.
Die Bedeutung der drahtlosen Verbindung nimmt mit dem technologischen Fortschritt weiter zu. Ein zukünftiger Heimrouter könnte beispielsweise nicht nur den Internetzugang bereitstellen, sondern zusätzlich Bewegungen erkennen, Präsenz wahrnehmen oder Gesten interpretieren und dies alles mit denselben Funksignalen, die auch für die Kommunikation genutzt werden.
Solche radarähnlichen Fähigkeiten eröffnen zwar neue Anwendungsmöglichkeiten, bringen jedoch auch erhebliche Herausforderungen in Bezug auf Privatsphäre und Vertrauenswürdigkeit mit sich.
Unsere Forschung beschäftigt sich mit zwei Kernbereichen:
- Physical Layer Security (PHYSEC): Wir entwickeln Methoden, Systemarchitekturen und Signalverarbeitungsverfahren, die Authentifizierung und Vertrauenswürdigkeit direkt auf der physikalischen Ebene ermöglichen, damit Vertrauen bereits an der Basis der Kommunikation verankert ist.
- Joint Communication and Sensing (JCAS): Wir erforschen, wie dieselben Funksignale, die für Konnektivität eingesetzt werden, auch für kontextbewusstes Sensing genutzt werden können und stellen sicher, dass die Vertrauenswürdigkeit für alle Beteiligten gewahrt bleibt.
Eine besondere Stärke unserer Arbeit am Barkhausen Institut liegt im Co-Design von Theorie und Hardware. Wir arbeiten eng mit der Gruppe RF Design Enablement zusammen, deren Expertise im Bereich rekonfigurierbarer und adaptiver HF-Frontends die Hardwarebasis für viele unserer Konzepte bildet. Gemeinsam bilden wir den Forschungsbereich Trustworthy Physical Interfaces. Hier verbinden wir Theorie, Signalverarbeitung und Schaltungsdesign, um drahtlose Kommunikationssysteme zu entwickeln, die von Anfang an vertrauenswürdig, nachhaltig und technisch realisierbar sind.
Damit Vertrauenswürdigkeit nicht nur ein abstraktes Konzept bleibt, sondern als Systemfähigkeit nachweisbar wird, entwickeln wir aktiv Prototypen und Demonstratoren. In Zusammenarbeit mit dem Connected Robotics Lab übertragen wir unsere theoretischen Erkenntnisse in reale Systeme, die sichere und kontextbewusste drahtlose Kommunikation erlebbar machen. Diese Demonstratoren zeigen, dass sichere, adaptive und kontextbewusste Funktechnologien tatsächlich umsetzbar sind.
Unser Team
Prof. Dr. Rafael Schaefer Research Group Leader
Dr.-Ing. Florian Gast Associate Group Leader
Dr. Minh Thuy Pham Senior Researcher
M.Sc. Jan Adler Associate Researcher
M. Sc. Amitha Mayya Associate Researcher
M.Sc. Matej Žnidarič Guest Researcher
Prof. Dr. Arsenia Chorti BI Research Fellow
