mini|Bernhard Walke Bernhard Walke (* 28. Juli 1940 in Neisse, Oberschlesien) ist Erfinder wesentlicher Funktionen und Netzwerkprotokolle für WLAN und 2G- bis 5G-Mobilfunknetze.
Leben Nach dem Abitur am Schubart-Gymnasium in Aalen (Baden-Württemberg) und einem halbjährigen Industriepraktikum bei den Schwäbischen Hüttenwerken Wasseralfingen studierte Walke 1960–1965 Elektrotechnik mit Vertiefung in Datenverarbeitung an der Universität Stuttgart und schloss als Diplomingenieur ab. Anschließend arbeitete er zunächst zwei Jahre in einem Programm für Führungsnachwuchs an den Firmenstandorten Berlin, Hannover, Heilbronn, Konstanz und Ulm bei der Telefunken AG und danach bis 1980 als Forscher im AEG-Telefunken-Forschungsinstitut Ulm.
1975 wurde er mit einer Arbeit zum Durchsatz im Multitasking-Betrieb von Time-sharing-Systemen als externer Doktorand an der Universität Stuttgart bei Alfred Lotze promoviert. Forschungsschwerpunkte von Walke waren ab 1975 Datennetze mit Paketvermittlung, Vielfachzugriff- und Netzprotokolle im Mobilfunk und Prozessrechner-Betriebssysteme.
Von 1977 bis 1980 war er Lehrbeauftragter für Stochastische Simulationstechnik an der Universität Stuttgart und von 1981 bis 1983 an der Universität Ulm. Von 1980 bis 1983 war er Abteilungsleiter im Geschäftsbereich Hochfrequenztechnik der AEG AG in Ulm, wo er Führungssysteme entwickelte. Von 1983 bis 1990 übernahm Walke nach 18 Jahren Industrietätigkeit den Lehrstuhl für Datenverarbeitungstechnik im Fachbereich Elektrotechnik der Fernuniversität Hagen, die das akademische Fernstudium ermöglicht. Dort erforschte er mit über Drittmittel finanzierten Mitarbeitern Ad-hoc-Funknetze. 1990 wurden ihm die Nachfolge von Robert Piloty an der TU Darmstadt und gleichzeitig die Nachfolge von Friedrich Schreiber an der RWTH Aachen angeboten. Walke entschied sich für Aachen. Dort lehrte und forschte er als Inhaber des Lehrstuhls für Kommunikationsnetze (ComNets) bis 2007 zusammen mit gleichzeitig etwa 35 aus Drittmitteln vollzeitbeschäftigten Doktoranden und leitete bis 2012 die ComNets Forschergruppecomnets.rwth-aachen.de.
Er ist verheiratet und hat zwei Söhne.
Akademische Lehre Als Professor für Datenverarbeitungstechnik an der FernUniversität Hagen erstellte Walke u. a. die Fernstudienkurse „Datenkommunikation“ und „Realzeitrechnermodelle“, die als Fachbücher erschienen sind. Als Dekan setzte er mit Hilfe des Rektorats beim Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen den Ausbau des Fachbereichs Elektrotechnik um drei voll ausgestattete Lehrstühle durch. Daneben initiierte er für die Elektrotechnik einen Neubau, der schließlich 1995 auf dem Campus in Hagen als Philipp-Reis-Gebäude eingeweiht wurde.
Während seiner 17 Jahre (ab 1990) als Lehrstuhlinhaber in Aachen entstanden aus seinen Vorlesungen mehrere englischsprachige LehrbücherWalke Bernhard, auf zvab.com über Drahtlos- und Mobilkommunikation. Neben ca. 1300 Diplom-, Bachelor- und Master-Abschlussarbeiten hat er in Hagen und Aachen 85 Promotionen als Doktorvater betreut.
Als Prodekan und Dekan (1997–1999) der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der RWTH Aachen erstellte Walke den ersten Strukturplan einer Fakultät der RWTH Aachen und richtete im Hauptstudium des Diplomstudienganges eine Vertiefungsrichtung „Technische Informatik“ ein, die heute Master-Studiengang ist. Eine Herzensangelegenheit war ihm die Zusammenarbeit mit der Abteilung Informatik an der RWTH Aachen, bei der er bis zu seinem Ruhestand einen Zweitsitz im Fachgruppenrat hatte.
Zusammen mit einem Kollegen setzte er an der RWTH Aachen den Antrag des später in der Exzellenzinitiative der Bundesrepublik Deutschland geförderten DFG-Clusters „Ultra-high Speed Mobile Information and Communication (UMIC)“ durch. Die Errichtung des UMIC-Forschungsgebäudes der RWTH Aachen an der Mies-van-der-Rohe-Str. 15 in Aachen hat er persönlich durchgesetzt.
Forschung Aus seiner Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen Mitarbeitern bleiben folgende herausragende Leistungen in Erinnerung, die den digitalen Mobilfunk prägten. Statt „Walke und Mitarbeiter“ steht nachfolgend vereinfachend „er“ mit Verweis auf entsprechende wissenschaftliche Veröffentlichungen mit den jeweiligen Mitarbeitern.
1985 veröffentlichte er als Erster die Struktur und Funktionsweise eines paketvermittelnden zellularen ad-hoc-FunknetzesB. Walke, R. Briechle: A local cellular radio network for digital voice and data transmission at 60 GHz comnets.rwth-aachen.de Proc. Cellular & Mobile Comms. International, Online Publisher, London, Nov. 5–7, 1985, 215–225, das viele wesentliche Merkmale von 5G-Mobilfunksystemen und ihren Vorläufern (2G, 3G und 4G) vorwegnimmt. Merkmale des 1985 vorgeschlagenen Funknetzes sind: digitale Datenübertragung im Zeit-, Frequenz- und Raummultiplex, schaltbare Richtantennen, Codespreizung, Nutzung von Millimeterwellen, Interferenz-Koordination, Vielfachzugriff, Slotted-ALOHA-Protokoll zur Reservierung einer Bitrate, Paketvermittlung mit Datagramm bzw. virtueller Verbindung, Selbstorganisation, Direktkommunikation zwischen Mobilterminals und Multi-Hop-Routing über Relaisstationen.
Von 1986 bis 1990 entwickelte er im EUREKA-Projekt PROMETHEUS PRO-COM das Protokoll DCAP für die Fahrzeug-Fahrzeug-/-Infrastruktur-Kommunikation,W. Zhu, T. Hellmich, B. Walke: DCAP, a decentral channel access protocol: Performance analysis comnets.rwth-aachen.de . 41st IEEE Vehicular Technology Conference, Mai 1991, 463-468 das wesentliche Funktionen des Standards 3GPP LTE Release 14 für vernetztes Fahren vorwegnimmt.Initial Cellular V2X standard completed Das DCAP Protokoll ist auch die wesentliche Grundlage für Standard 3GPP LTE Release 16 (5G-New Radio) „Sidelink Protocol“ für die ad-hoc Kommunikation zwischen mobilen Fahrzeugen.
1991 schlug er als Erster die Integration im gleichen Frequenzband von Kommunikation und Entfernungsmessung zwischen Mobilstationen für die Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation vorT. Hellmich, HJ. Perz, CH. Rokitansky, B. Walke, W. Zhu: COMBINE: modular system for communication and relative positioning for short-range mobile radio networks. www.comnets.rwth-aachen.de/downloads/publications/1990HePeRoWaZhuCombine.pdf, 41st IEEE Vehicular Technology Conference, St. Louis, USA, May 1991, 916-920. Das Verfahren ist jetzt (2025) für das 3GPP 5G-Sidelink-Protokoll (Third Generation Partnership Project 3GPP, Release 18, TS 38.859 und 23.700) vorgesehenvgl. 3GPP, Tech. Rep. TR 38.859 V18.1.0 (2024-06) „Study on Expanded and Improved NR Positioning (Release 18)“.
1991 schlug er mit dem CELLPAC-ProtokollB. Walke, W. Mende, G. Hatziliadis: CELLPAC: A packet radio protocol applied to the cellular GSM mobile radio network comnets.rwth-aachen.de , Proc. 41th IEEE Vehic.Techn. Conf.(VTC), May 19–22, 1991, 408–413 einen paketvermittelten Telekommunikationsdienst für die Fahrzeug-Fahrzeug-/-Infrastruktur-Kommunikation vor, der das mit Leitungsvermittlung übertragende Mobilfunksystem GSM zur Paketvermittlung befähigt. Paketvermittlung ist für solche Dienste deutlich effizienter als Leitungsvermittlung. Der Vorschlag veranlasste erste Überlegungen bei ETSI, Paketvermittlung einzuführen.
1993 schlug er das Protokoll CELLPAC Voice & DataP. Decker, B. Walke: A general packet radio service proposed for GSM comnets.rwth-aachen.de ETSI SMG Workshop "GSM in a Future Competitive Environment", Helsinki, Finland, October 13, 1993, 1–20 zur Realisierung eines universellen paketvermittelten Sprach- und Datendienstes im GSM-Mobilfunksystem vor. Der daraufhin von ETSI spezifizierte Standard für den General Packet Radio Service (GPRS) in GSM folgt in allen wesentlichen Funktionen seinem Protokollvorschlag.B. Walke: The roots of GPRS: the first system for mobile packet-based global Internet access comnets.rwth-aachen.de IEEE Wireless Communications Mai 2013, 12–23 GPRS wurde 1999 in Deutschland und weltweit eingeführt. Beschleunigt durch die höhere Bitrate des 2.5G-Systems EDGE war GPRS noch 20 Jahre nach seiner Einführung der einzige weltweit bestehende digitale mobile Internetzugang. Paketvermittelte Sprache, die er als Erster 1993 mit dem CELLPAC Protokoll vorgeschlagen hatte, hat leitungsvermittelte Sprache mit Einführung des 4G-Mobilfunksystem (LTE) im Jahr 2008 ersetzt. Es gibt seitdem nur noch Mobilfunksysteme mit paketvermittelter Sprache.
Von 1992 bis 2004 entwickelte er in von der Europäischen Union geförderten Forschungsprojekten die Zugriffsprotokolle für den CEN-ETSI-Standard DSRC für semi-passive Transponder.C. H. Rokitansky, C. Wietfeld: Methods and Tools for Performance Evaluation and Validation of Vehicle-Roadside Communications Proposed for Standardization comnets.rwth-aachen.de , 45th IEEE Vehicular Technology Conference, Chicago, USA , Juli 1995 Vol. 2, 964–970 Der Standard ist in Europa und darüber hinaus die De-facto-Norm für elektronische Mautsysteme.
Von 1992 bis 1999 entwickelte er im europäisch geförderten RACE-ProjektResearch and Development in Advanced Communications Technologies in Europe (RACE) Mobile Broadband System (MBS)B. Walke, D. Petras, D. Plassmann: Wireless ATM: Air interface and network protocols of the mobile broadband system comnets.rwth-aachen.de , IEEE Personal Communications Magazine, Vol. 3, August 1996, 50–56 und im BMBF-Projekt ATMmobilR. Keller, B. Walke et al.: Wireless ATM for broadband multimedia wireless access: The ATMmobil project comnets.rwth-aachen.de , IEEE Personal Communications, October 1999, 66–80. eine besonders effiziente Datenstruktur für das Medienzugriffs-Protokoll OFDMA-basierter mobiler Breitbandsysteme, die im Standard IEEE 802.16m (WiMAX) und (weiter entwickelt) im 3GPP-Standard für LTE und LTE-A sowie in Standard IEEE 802.11ax (WiFi-6) verwendet wird. Medienzugriffsprotokolle von 4G-, 5G- und modernen WLAN-Systemen beruhen auf dieser Datenstruktur.
mini|hochkant=1.3|Bild 1: Das Mobilterminal und die Architektur des Testnetzes. 1998 zeigte das europäisch geförderte Projekt SAMBA,System for advanced mobile broadband applications in dem sein Team für die Protokolle zuständig war, die erste öffentliche Demonstration eines mobilen Breitbandsystems mit einem TOSHIBA 34 Mbit/s Modem auf der EXPO-98 in Lissabon. Bild 1 zeigt das Mobilterminal und die Architektur des Testnetzes.
Im Jahr 2000 adaptierte er die von ihm 1985 eingeführte RelaistechnikB. Walke, R. Pabst, D. Schultz: A mobile broadband system based on fixed wireless routers comnets.rwth-aachen.de PDF, Proc. International Conference on Communication Technologies ICCC, April 2003, Beijing, China auf moderne zellulare mobile Breitbandsysteme. Die dafür weiter entwickelten nach dem Store-and-forward-Prinzip arbeitenden Relais sind Teil von Standard 3GPP LTE Release 10The Mobile Broadband Standard LTE-Advanced 3gpp.org zur Verbesserung der Signalstärke / Datenrate von Mobilterminals und sind Teil der 3GPP-Standards für 5G und 6G Systeme. Multi-Hop-Relais sind eine Schlüsseltechnologie für 4G, 5G und 6G Mobilfunksysteme.
mini|hochkant=1.3|Bild 2: Ein mobiles Breitbandsystem Bild 2 zeigt ein mobiles Breitbandsystem, dessen Funkschnittstelle hier beispielhaft den WLAN-Standard IEEE 802.11a für Multi-Hop-Kommunikation und 802.16a zur Funkverbindung mit dem Festnetz benutzt. Funkzellen der drahtlos oder über Kabel mit dem Internet verbundenen WLAN-Funkzugangspunkte (AP) sind braun gezeigt; gelb gezeigte Funkzellen werden durch Funkrelais versorgt, die Mobilterminals über zwei serielle Funkstrecken mit dem AP verbinden; in grünen Zellen verbinden Funkrelais Mobilterminals über drei Hops mit dem AP. Das mobile Breitbandsystem ist in ein aus (grau gezeigten) Funkzellen (wide area Base Station) bestehendes 3G-/4G-Mobilfunknetz eingebettet.