5G Campus Netzwerk

Unterscheidung zum WLAN: Warum benötigen wir ein dezentrales 5G-Campusnetz, wenn wir wie bisher mit WLAN weitermachen könnten?

• WLAN kann aufgrund der unzureichenden Reichweite (5G-Set) nicht in realen Anwendungsfällen wie Such- und Rettungsaktionen eingesetzt werden.
• Bei Drohnenschwärmen kann die verteilte Navigation die Navigationsgenauigkeit verbessern.
• Um dies zu erreichen, müssen jedoch wesentliche Kommunikationseffekte (z. B. Latenz) in einem Drohnenschwarm verstanden und berücksichtigt werden.
• In der Intralogistik kann nur 5G zur Lokalisierung von AGVs und Drohnen genutzt werden. (mit WLAN nicht möglich)

Relevante Forschungsfragen

• Technologiedemonstrationen mit „5G-Funkkommunikationstechnologie“ sowohl im Innen- als auch im Außenbereich
• Aufrechterhaltung einer robusten/zuverlässigen Funkkommunikation während des Fluges
• Lokalisierung und Navigation von UAVs für die netzwerkbasierte Formationssteuerung
• Integriertes Raum-Luft-Boden-Netzwerk für autonomes Fliegen
• drahtlose Kommunikation mit Vertiports und UAV-Schwärmen

UAM, Drohnen in Fabriken

UAV in Fabriken

• Produktion, Überwachung

Urban Air Mobility (UAM 2030+)

• UAM als Dienstleistung
• Geschäftserweiterung der Fluggesellschaften durch UAM
• die Herausforderungen von UAM: UAM bleibt eine Nische

Kommunikationsarten für Drohnen

• Geofencing: Von der Luftfahrtbehörde festgelegte Flugverbotszonen (Durchsetzung über das 3GPP-Ökosystem)
• Verfolgung von UAVs und UAV-Steuergeräten sowie Analyse der Flugrouten (zur Gewährleistung des Geofencing werden in regelmäßigen Abständen Standortdaten abgefragt)
• netzwerkgestützte Überprüfung und Überwachung von UAVs

1. Flug nach Wegpunkten: Vorab festgelegte Wegpunkte oder andere Fluganweisungen werden vom UAV-Kontroller oder UTM an das UAV übermittelt.
2. Direkte Steuerung über den Steuerknüppel: Der UAV-Kontroller kommuniziert in Echtzeit direkt mit dem UAV, um Fluganweisungen über Wegpunkte zu erteilen.
3. Automatischer Flug durch das UTM: Das UTM bietet diese Option für den autonomen Flug mithilfe einer Reihe vordefinierter 4D-Polygone an. Das UAV sendet regelmäßig Positionsmeldungen zur Flugverfolgung zurück.
4. Infrastruktur für die autonome Navigation im Anflug: Die C2-Infrastruktur unterstützt autonome UAV-Flüge und kann aktualisierte Fluganweisungen bereitstellen, wie beispielsweise den nächsten Wegpunkt, die Flughöhe und die Geschwindigkeit. Auch autonome Start- und Landevorgänge können unterstützt werden.

Autonom fliegende Fracht (Wie groß, wie schwer, wie zuverlässig)

Einschränkungen des auf Computer Vision basierenden autonomen Fliegens: Dunkelheit, Ziel zu weit entfernt, um „gesehen“ zu werden, usw.

Vorschlag: Kombination aus Wegplanung und 5G zur Umsetzung des autonomen Fliegens:

• Wegplanung: Wie soll die Abtastung gegenüber klassischen Methoden wie RRT festgelegt werden?

• Wie robust/zuverlässig sind die Verbindungen:

  ­ UAV-zu-UAV (Formationssteuerung)

  ­ UAV-zu-I* (autonomes Fliegen/Navigation)

THI 5G:

• die urbane Luftmobilität (UAM) befindet sich im Aufbau.
• UAM-Branchen: Luft- und Raumfahrt, Avionik, Telekommunikation, Künstliche Intelligenz.
• die Planung von Flugrouten ist erforderlich, um den Verkehr von Luftfahrzeugen und zukünftigen vollautomatisierten Flugzeugen zu regeln.
• Anwendungsfälle für autonomes Fliegen: Inspektion verschmutzter Industrieanlagen, Erkennung von Gaslecks mit sensorgestützten UAVs, End-to-End-Abholung und -Zustellung, Software-Updates über Funk, Einrichtung von Zugangspunkten für drahtlose Kommunikation, SAR (Search-and-Rescue, Such- und Rettungsdienst)