Chris Liebold
TU Ilmenau/Sebastian GiehlFür einen sicheren und effizienten Verkehr müssen die verschiedenen Objekte im Straßen- und Luftverkehr schnell per Radar ihre räumliche Umgebung erfassen und über Funknetzwerke miteinander kommunizieren können. Um die Radarreflexion einer so genannten VTOL-Drohne (kurz für „Vertical Take-Off and Landing“) zu untersuchen, die ohne Start- und Landebahn senkrecht starten und landen kann, hat das Fachgebiet Elektronische Messungen und Signalverarbeitung (EMS) der TU Ilmenau in der BiRa-Testanlage soeben eine umfangreiche Messkampagne abgeschlossen.
Die neue Forschungsausstattung im Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo), die Teil der deutschlandweit einzigartigen „Virtuellen Straße – Simulations- und Testanlage (VISTA)“ ist, misst die polarimetrische bistatische Reflektivität von Radarzielen, das heißt von Objekten mit getrennt voneinander einstellbaren Beleuchtungs- und Beobachtungswinkeln, dreidimensional. Die große Echtzeit-Bandbreite von bis zu 4 GHz ermöglicht es, auch zeitlich variables Verhalten (Mikrodoppler) von ausgedehnten Zielen zu erfassen und aufzulösen. Damit kommen für die Messungen als Objekte neben Fahrzeugen, Personen oder anderen Verkehrselementen auch andere bewegliche Objekte wie Drohnen in Frage. Die Anlage deckt dabei den Frequenzbereich von unter 1 GHz bis 160 GHz mit kleinen Lücken ab.
TU Ilmenau/Sebastian GiehlDie aktuellen Messungen in der BiRa-Testanlage sind Teil des Projekts 6G-ICAS4Mobility und wurden gemeinsam mit dem Projektpartner aeroDCS durchgeführt. Die Ergebnisse der Messkampagne werden verwendet, um die Zielerfassung und Objekterkennung in sogenannten verteilten Multisensor-(MS-)ISAC-Netzen zu evaluieren und KI-basierte Zielerkennungsverfahren zu trainieren.
ISAC oder ICAS, kurz für „Integrated Sensing and Communications“, das heißt die engere Kopplung von sensorbasierter Umfelderfassung und Kommunikation, gilt als eine der wichtigsten neuen Funktionen künftiger 6G-Mobilfunknetze. TU Ilmenau-Projektleiter und Team Manager Radio Modelling, Sounding and Sensing, Christian Schneider, ist überzeugt: „Funkerfassung durch Wiederverwendung der bereits vorhandenen Mobilfunk- und Netzressourcen wird den Weg für neue ressourceneffiziente Dienste ebnen, die insbesondere sicherheitsrelevante Anwendungen wie den Schutz kritischer Infrastrukturen, einen sicheren Verkehr und eine effiziente Logistik auf der Straße und in der Luft unterstützen.“
Ein Schwerpunkt künftiger 6G-Mobilfunknetze, so Prof. Reiner Thomä, ISAC-Experte am Fachgebiet EMS, könnte der so genannte U-Space sein – die Verkehrsüberwachung im unteren Luftraum für kommerzielle Drohnenanwendungen mittels UTM-Systemen (kurz für „Uncrewed Aircraft Systems Traffic Management“): „MS-ISAC wird ein solches flächendeckendes Monitoringsystem ermöglichen.“
Das Projekt 6G-ICAS4Mobility wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung als 6G-Industrieprojekt für den Mobilfunk der 6. Generation gefördert und ist Teil der 6G Plattform. Das Konsortium unter Leitung der Robert Bosch GmbH umfasst 15 führende Partner aus Hochschulen, Automobilzulieferern, Kommunikations- und Radarspezialisten sowie Drohnenanbietern.
Mehr über das Projekt 6G-ICAS4Mobility
R. Thomä, T. Dallmann, S. Semper, “Distributed Multisensor ISAC,” Seventh Issue of ISAC-Focus, isac.committees.comsoc.org/publications/newletters/)
R. Thomä, T. Dallmann, “Distributed ISAC Systems – Multisensor Radio Access and Coordination,” European Microwave Week (EuMW 2023), 17 – 22 September 2023, Focused Session "Joint Communication and Radar Sensing - a step towards 6G"