Projekti / Programi
Komunikacijska omrežja in storitve
01. januar 2015
- 31. december 2018
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.08.00 |
Tehnika |
Telekomunikacije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T180 |
Tehnološke vede |
Telekomunikacijsko inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
heterogeno brezžično omrežje, komunikacije, optimizacija in upravljanje virov, obdelava signalov in podatkov, prilagodljivost, učinkovitost, kognitivno radijsko omrežje, samoorganizirajoč, programabilen, storitve, model razširjanja, brezžične optične komunikacije, načrtovanje in upravljanje omrežij
Raziskovalci (12)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.724 |
Povzetek
Predlagani raziskovalni program se ukvarja s komunikacijskimi omrežji in storitvami, natančneje z brezžičnimi komunikacijami, ki so v zadnjem desetletju prodrle v vsa področja življenja in družbe. Bodoča heterogena brezžična omrežja z velikim številom novih tehnologij in povezanih naprav bodo imela vse pomembnejšo vlogo na skoraj vseh gospodarskih in socialnih področjih. Rast podatkovnega prometa v obstoječih brezžičnih in mobilnih omrežjih pa je v zadnjem času razkrila nekatere omejitve v zvezi z upravljanjem raznoterih virov, ki so omejeni zaradi naravnih danosti, načina uporabe ali fizikalnih principov ter s tehnološkimi in ekonomskimi parametri. Bodoča komunikacijska omrežja zato potrebujejo nove, bolj učinkovite tehnike upravljanja z viri. Tako je glavni cilj predlaganega programa skupno proučevanje upravljanja radijskih, omrežnih, računskih in energijskih virov, z namenom znatnega izboljšanja spektralne in energijske učinkovitosti z uporabo bolj prilagodljivih, nastavljivih in dinamičnih arhitektur omrežja.
V okviru programa bomo razvili nove energijsko in računsko učinkovite metode in tehnike za upravljanje z radijskimi in omrežnimi viri v brezžičnih komunikacijah. Izvajali bomo kratkoročne in dolgoročne meritve radijskega signala v različnih okoljih razširjanja za določitev značilnosti kanalov ter razvili ustrezne modele kanalov, ki so potrebni za načrtovanje prihodnjih heterogenih brezžičnih omrežij. Preko zasnove in uporabe novih ter prilagoditve obstoječih naprednih postopkov obdelave signalov in podatkov bomo prišli do novih spoznanj o učinkovitem upravljanju z radijskim spektrom, o dinamičnem dostopu in souporabi spektra, o razširjanju radijskega in optičnega signala ter o novih učinkovitih postopkih radijskega določanja lokacije v zaprtih prostorih. Proučevali bomo obstoječe in predlagali nove prožne in prilagodljive omrežne koncepte na podlagi programirljivih in konfigurabilnih omrežij, virtualizaciji omrežnih funkcij in medplastnem načrtovanju za skupno optimizacijo več plasti OSI. Ti bodo izkoriščali porazdeljene računske zmogljivosti in omejene vire energije ter se pravočasno in cenovno sprejemljivo prilagajali prometnim razmeram in zahtevam aplikacij, storitev in uporabnikov.
Program je zasnovan na analitičnem in numeričnem proučevanju začetne formulacije problema. Obširno vrednotenje delovanja bo podprto z računalniškim modeliranjem in izvedeno z intenzivnimi računalniškimi simulacijami. Raziskave v nadzorovanem laboratorijskem okolju bomo dopolnili z meritvami na terenu in z eksperimentalnim raziskovanjem in potrjevanjem raziskovalnih prototipov v realnih testnih postavitvah.
Kot rezultat raziskovalnega dela pričakujemo vidne prispevke k razvoju področja komunikacijskih omrežij in storitev s poudarkom na učinkovitem ravnanju z viri. Predlagani postopki bodo neposredno uporabni v bodočih brezžičnih dostopovnih omrežjih in bodo prispevali k socialni, ekonomski in kulturni rasti celotne družbe.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovalni program vključuje vrsto inovativnih elementov, ki so pomembni tako za razvoj novih tehnologij kot tudi za razvoj znanosti in stroke. S predlaganim programom pričakujemo neposreden doprinos k razvoju znanosti na področju komunikacijskih omrežij in storitev s posebnim poudarkom na učinkovitem upravljanju z viri v brezžičnih omrežjih. Razvite rešitve bodo neposredno uporabne v heterogenih brezžičnih omrežjih naslednje generacije. Kot doprinos k zanosti štejemo tudi širše uveljavljanje raziskovalne metodologije na področju telekomunikacij, ki vključuje tudi razvoj raziskovalnih prototipov in eksperimentalne raziskave. Preko zasnove in uporabe novih ter prilagoditve obstoječih naprednih postopkov obdelave signalov in podatkov bomo prišli do novih spoznanj o učinkovitem upravljanju z radijskim spektrom, o dinamičnem dostopu in souporabi spektra, o pokritju z radijskim in optičnim signalom ter o novih učinkovitih postopkih radijskega določanja lokacije v zaprtih prostorih. Dosežena bodo nova znanja na področju prožnih in prilagodljivih omrežnih konceptov, ki bodo izkoriščali porazdeljene računske zmogljivosti in omejene vire energije ter se prilagajali prometnim razmeram in zahtevam aplikacij, storitev in uporabnikov.
V okviru programa bomo zasnovali nove metode, modele, postopke, strategije in orodja, ki bodo prispevali k tehničnemu znanju, razumevanju ter napredku na področju brezžičnih komunikacij. Rezultati bodo imeli neposredni vpliv na bodoče raziskave in razvoj na področju energijsko in računsko učinkovitih metod in tehnik za upravljanje z radijskimi in omrežnimi viri za omrežne elemente, vgrajene naprave in naprave z omejeno zmogljivostjo, ter na področju interneta stvari. Posredni vpliv bodo ti rezultati imeli na zagotavljanje širokopasovnega dostopa večjemu številu uporabnikov ter na hitrejše uvajanje heterogenih brezžičnih omrežij in rešitev za infrastrukturo pametnih mest, energetskih omrežij, stavb, in vrste drugih aplikativnih področij, kjer pričakujemo razvoj sistemov nadzora in upravljanja heterogenih naprav in procesov. Na ta način bodo preko infrastrukturne vloge komunikacijskih tehnologij doseženi rezultati posredno vplivali ne le na gospodarstvo, ampak na vse družbene dejavnosti vključno z drugimi znanstvenimi področji. To dokazuje tudi nova zasnova raziskovalnega okvirnega programa Horizont 2020, kjer so podporna znanja s področja informacijskih in komunikacijskih tehnologij predvidena v večini drugih področij, imenovanih družbeni izzivi.
Zaradi celostnega pristopa pričakujemo izvirne rezultate v svetovnem merilu z vrsto odmevnih objav v mednarodnih revijah s faktorjem vpliva in v zbornikih priznanih mednarodnih konferenc, ter z vabljenimi predavanji. Več člankov pričakujemo v soavtorstvu s priznanimi tujimi raziskovalci, s katerimi sodelujemo v okviru podoktorskih usposabljanj in mednarodnih projektov, kar bo povečalo prepoznavnost skupine doma in v svetu, ter posledično možnost sodelovanja v mednarodnih projektih.
Izredni pomen rezultatov predlaganega projekta za širšo znanost bo še posebno viden na daljši rok, saj je analitsko podjetje Gartner nekatere preučevane koncepte (kognitivni radio, programirljiva omrežja, internet stvari, pametna mesta, ipd.) vključilo v svoje napovedi šele v letih 2011 in 2012 in ocenilo, da bodo prešli v redno uporabo v svoji polni funkcionalnosti šele okrog ali po letu 2020.
Pomen za razvoj Slovenije
Predlagani raziskovalni program je osredotočen na komunikacijska omrežja in storitve, ki predstavljajo enega od temeljev širšega področja informacijskih in komunikacijskih tehnologij (IKT). IKT v sodobni družbi veljajo za eno od močnejših gospodarskih panog, hkrati pa so eden ključnih dejavnikov, ki podpirajo in pospešujejo gospodarski razvoj in rast tudi v drugih panogah. Ob vse večji razširjenosti mobilnega dostopa do interneta so brezžične komunikacijske tehnologije prodrle v vsa področja življenja in družbe. Po več kot dveh desetletjih nenehnega širjenja storitev in rasti prenosnih hitrosti skozi več generacij mobilnih in brezžičnih tehnologij se zdi, da so slednje z obstoječimi tehnikami upravljanja z viri, ki so omejeni zaradi naravnih danosti, načina uporabe ali fizikalnih principov ter s tehnološkimi in ekonomskimi parametri, prišle do meja rasti in širitve. Da bi preprečili negativne učinke na gospodarstvo in splošno blaginjo bo torej treba za komunikacijska omrežja in storitve razviti nove, bolj učinkovite tehnike upravljanja z viri. Jedro predlaganega raziskovalnega programa je prav učinkovitejše upravljanje virov v komunikacijskih omrežjih in storitvah, in na tem področju pričakujemo vidne prispevke k razvoju bodočih heterogenih brezžičnih omrežij.
Bodoča heterogena brezžična omrežja bodo zagotavljala medsebojno povezovanje ljudi in strojev, in pri tem imela vse pomembnejšo vlogo na skoraj vseh gospodarskih in socialnih področjih, od običajnega poslovanja, zagotavljanja upravnih storitev državljanom, varstva okolja, varstva infrastrukture in obveščanja v primeru nesreč, do napredne uporabe v industriji, gospodinjstvih, prometu, kmetijstvu, zdravstvu, itd. S predlaganim raziskovalnim programom bomo razširili znanja in izkušnje, ki bodo koristila tako domačemu kot evropskemu gospodarstvu pri učinkovitejši rabi obstoječih in razvoju novih inovativnih komunikacijskih izdelkov in storitev, ki bodo vključevali sodobne koncepte upravljanja z viri. Tako lahko raziskovalni program neposredno vpliva na energetski sektor preko pametnih storitev kot so pametni dom, pametno mesto in pametna energetska omrežja, posredno pa z varčevanjem in boljšim upravljanjem z viri energije v komunikacijskih omrežjih in storitvah. Nadalje lahko z učinkovitejšim ravnanjem z radijskimi in omrežnimi viri preko večje razširjenosti širokopasovnega dostopa do interneta v mestnem in podeželskem okolju posredno vpliva na kakovost življenja. Z učinkovitejšim upravljanjem večjega števila manjših in bolj neuravnoteženih podatkovnih pretokov, ki so še zlasti značilni za komunikacijo med napravami in za domeno interneta stvari, se bodo povečale priložnosti za razvoj novih storitev in aplikacij. Kot je razvidno iz mednarodnega, pa tudi domačega prostora, so pri teh priložnostih še posebej uspešna nova start-up podjetja, kar ima neposreden vpliv na ponovni zagon podjetniškega in gospodarskega sektorja.
Med slovenskimi podjetji s področja telekomunikacij, ki bi lahko imela neposredne koristi od rezultatov predlaganih raziskav, so Iskratel, Iskra Sistemi, Telekom Slovenije, Simobil, T2 in druga. Na področjih inovativnih senzorskih tehnologij, omreženih vgrajenih sistemov ter pametnih storitev in aplikacij, ki so še posebej primerna za manjša visoko tehnološka in tudi novoustanovljena podjetja, ki so manj geografsko omejena na določen trg, pa je število potencialnih koristnikov novo pridobljenih znanj v industriji vsaj za dva velikostna razreda večja samo v Sloveniji.
V srednjem in dolgoročnem obdobju bo učinkovitejša raba virov kot skupni imenovalec predlaganega programa preko učinkovitejšega delovanja komunikacijskih omrežij in storitev posredno vplivala tudi na bolj tradicionalne, že uveljavljene sektorje. V zadnjem obdobju smo namreč zasledili povečan interes za senzorske tehnologije tako med domačo kot mednarodno industrijo, z aplikacijami v najrazličnejših sektorjih kot so kmetijstvo, avtomobilska proizvodnja, aeronavtika, bela tehnika, zdravstveno var
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
