Vollständiger Name: Zuverlässige und energieeffiziente BOS-Kommunikation mit 5G-Campusnetzen und Device-to-Device-Kommunikation
Kurzvorstellung
Das Kommunikationssystem für die Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) ist die tragende Stütze für die Koordinierung von Einsatzkräften in Not- und Katastrophenfällen. Rückfall-Lösungen wie Satellitentelefone (zu komplex für schnellen Einsatz) oder das öffentliche Mobilfunknetz (Angewiesen auf das Stromnetz) können in Notsituationen nicht vorausgesetzt werden. Die zuverlässige und umfassende Funktion eines BOS Kommunikationssystems ist unerlässlich. Deshalb ist es sinnvoll, neue Technologiestandards laufend auf ihre Nutzbarkeit zu prüfen und zu testen, ob sie einen Mehrwert zu bestehenden Architekturen bieten können. So erreicht man redundante Rückfalllösungen für den Fall, dass einzelne oder mehrere Systeme ausfallen.
Die 5G-Technologie bietet im Vergleich zur aktuell genutzten TETRA BOS-Technologie entscheidende Vorteile in der Modularität und Bandbreite. Dies kann dafür genutzt werden, skalierbare und redundante Systeme aufzubauen, die es zudem ermöglichen, Breitbanddienste wie Live-Bilder zwischen den Einsatzkräften und der Einsatzleitung zu nutzen.
Das übergreifende Ziel des Forschungsvorhabens ist die bestmögliche Konfiguration zweier 5G-Campusnetze und mehrerer D2D-fähiger Endgeräte, um deren Eignung für Sicherheitsanwendungen der BOS unter Beweis zu stellen. Dazu werden zunächst – zusammen mit dem assoziierten Partner, der Feuerwehr Krefeld – die relevanten Szenarien und Use-Cases definiert, für die dann die messtechnische Bewertung relevanter Kenngrößen (Datenraten, Latenzen, etc.) und deren Vergleich zum aktuellen TETRA-Funksystem erfolgt.
Ausgangssituation
Aktuell wird der Sprechfunk über das TETRA-Netz der BDBOS realisiert. Dieses Netz bietet eine sichere und zuverlässige Vernetzung der Einsatzkräfte für Anwendungen mit niedrigen Datenraten. Allerdings sind darüber keine hohen Datenraten möglich (z. B. für einen Dateiaustausch, einen Video-Stream oder eine Übertragung von Sensordaten). Dies ist jedoch z.B. für die Steuerung einer Drohne oder eines Rovers zur Erkundung in brennenden oder einsturzgefährdeten Gebäuden notwendig. Parallel werden Dienste über das öffentliche Mobilfunknetz erprobt, die als missions kritische Dienste gekennzeichnet sind (mission critical, MCX). Diese bieten zwar eine höhere Datenrate, jedoch keine Ausfallsicherheit oder Zuverlässigkeit in Notsituationen.
Projektziele
- Definition der Use-Cases und Szenarien, für die aus der Sicht des Anwenders (BOS) die 5G-Technik sinnvoll ergänzend eingesetzt werden kann.
- Optimierung von 5G-Campusnetzen für den Einsatz durch BOS.
- Integration einer Direktverbindung zwischen Einsatzkräften wenn kein Funk-Netzwerk erreichbar ist (Device-to-Device, D2D).
- Integration einer Weiterleitung zwischen zwei Einsatzkräften zur Vergrößerung der Funk-Reichweite (D2D-Relay-Funktion).
- Bewertung von Reichweite, Datenrate, Latenz und Energieverbrauch in verschiedenen Szenarien und mit verschiedenen Konfigurationen.
- Durchführung einer Studie zu geeigneten Lokalisierungsverfahren.
