Mobilfunknetz könnte Drohnenverkehr sicherer machen
Immer mehr unbemannte Flugobjekte bewegen sich am Himmel – bisher ohne Registrierung und Identifikation. Um die Drohnen in den Schweizer Luftraum zu integrieren, könnte die Mobilfunkinfrastruktur eingesetzt werden. Zu diesem Schluss kommt eine Machbarkeitsstudie unter Leitung von ZHAW-Forschenden.
Schweizweit sind bereits über 100'000 Drohnen im Einsatz – Tendenz steigend. Somit wird auch die Durchsetzung von Regulationen in Form eines Unmanned Aircraft System Traffic Managements oder kurz UTM immer wichtiger. «Es ist dringend notwendig, all diese unbemannten Flugobjekte in den Luftraum zu integrieren», sagt Michel Guillaume, Leiter des ZHAW-Zentrums für Aviatik. Unter seiner Leitung hat das «Aviation Research Center Switzerland» (ARCS) in Auftrag von Skyguide untersucht, welche Möglichkeiten die bestehende Mobilfunkinfrastruktur dabei bietet. In Zusammenarbeit mit Swisscom haben die Forschenden dazu 113 Flüge mit Drohnen in urbanem und ruralem Gebiet durchgeführt. Ihr Fazit fällt überwiegend positiv aus.
Die Forschenden haben diejenigen technischen Bereiche untersucht, die zwingend eine direkte Datenverbindung zwischen Drohne und UTM benötigen: die elektronische Registration und Identifikation, Tracking und Geofencing sowie die Konfliktdetektion bis hin zum Emergency Management. «Die Identifikation der Drohne im Mobilfunknetz könnte kostengünstig via SIM-Karte erfolgen. Ein UTM in der Cloud würde die Technologien zur Identifikation und Kollisionsvermeidung vereinen», so Michel Guillaume. «Ist die Drohne über das Mobilfunknetz mit der Cloud verbunden, ist sie im Luftraum angemeldet und Konflikte können vermieden werden.»
Soweit die Vision – doch reichen Netzabdeckung und Übertragungskapazität aus? Die Machbarkeitsstudie kommt zum Schluss, dass die LTE-Mobilfunktechnologie gut geeignet ist, um Drohnen im untersten Luftraum bis zu 150 Metern Höhe mit dem UTM zu verbinden. Mit zunehmender Flughöhe werden aber Signale von immer mehr Basisstationen empfangen, was zu Interferenzen, also der Überlagerungen von Signalen führt. Die Folge davon ist eine Reduktion des Datendurchsatzes. Im Falle einer sehr hohen Drohnendichte könnte die Interferenz im LTE-Netz zusätzlich ansteigen. Als Back-up haben die Forschenden das Low Power Network basierend auf LoRaWAN erfolgreich getestet – allerdings mit einem reduzierten Funktionsumfang.