Unbemannte Systeme für Verteidigung und Sicherheit

Communication – Kommunikation sowohl zwischen UxSs als auch bemannten Systemen

Kommunikation ist eine der wichtigsten Fähigkeiten, wenn Entscheidungen immer schneller getroffen werden müssen, zugleich aber auch immer mehr Daten vorhanden sind. Gerade im Bereich der unbemannten Systeme (UxS) entsteht dadurch ein großes Spannungsfeld. Zum einen sollen unbemannte Systeme direkt gesteuert werden können und die gewonnen Daten verfügbar gemacht werden. Zum anderen ist bekannt, dass eine dauerhafte Funkverbindung in den meisten Szenarien nicht realistisch ist. Zudem wird selbst bei einer stabilen Kommunikationsverbindung die mögliche Bandbreite immer begrenzt sein.

Kommunikation als zentrale Komponente des UxS muss somit für den Anwendungsfall angepasst sein und mit wechselnden Datenraten und hoch-mobilen Kommunikationsknoten zurechtkommen. Alle anderen Elemente des Systems – Planungsverfahren,  Kontrolle und Sensordatenverarbeitung – müssen so konzipiert sein, dass Kommunikationsausfälle kompensiert werden können.

Einzelsystem.

Bei Einzelsystemen entscheidet die Art der Kontrolle vordringlich darüber, in welchen Kommunikationsumgebungen sie eingesetzt werden können.

Rein ferngesteuerte Systeme (z. B. FPV) können nur dort eingesetzt werden, wo eine Kommunikationsverbindung möglich ist oder mithilfe von Glasfaser störungsfrei hergestellt werden kann.

Sichere und störresistente Kommunikationslösungen und -protokolle erweitern dabei die Anwendungsbereiche.

Team.

Sobald mehrere UxVs eingesetzt werden, vergrößern sich die Herausforderungen, aber auch die Möglichkeiten. Die einzelnen Systeme können als Kommunikationsknoten genutzt werden. Mesh- bzw. Multi-Hop-Protokolle ermöglichen die Kommunikation über kürzere Entfernungen, wodurch die Störanfälligkeit verringert wird.

Mesh-Netzwerke bieten die Möglichkeit, mehrere Kommunikationspfade redundant zu nutzen. Eine »Communication Awareness« bei den Planungsverfahren führt dazu, dass das Gesamtsystem die Kommunikation aktiv verbessert.

Schwarm.

Biologisch inspirierte Schwärme stellen unter Beweis, dass Koordination über eine rein lokale Kommunikation möglich ist. Vermutlich ist dies auch der einzige Weg, eine große Menge an Entitäten zu koordinieren.

Aktuelle dezentrale Kommunikationslösungen zeigen jedoch, dass sie nicht dafür ausgelegt sind, Hunderte von mobilen Kommunikationsknoten zu unterstützen.

Das Zusammenspiel aus dezentraler, lokaler Kommunikation und geeigneter Planung erfordert neue innovative Lösungen.

Ausgewählte Referenzprojekte

 

Projekt

Unterwasserkommunikation

Circa 70 Prozent der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Was sich unter dem Meeresspiegel befindet, ist noch immer zu großen Teilen unbekannt. Unterwassersensoren, Glider und autonome Tauchfahrzeuge sollen dabei helfen, mehr über Ozeane herauszufinden. Doch wie gelangen die Daten an die Wasseroberfläche? Antworten auf diese Fragestellung erforscht das Fraunhofer FKIE seit mehr als zehn Jahren.

 

Projekt

Ein-Antennen In-Band Full-Duplex Radio

Das Fraunhofer FKIE hat einen Demonstrator entwickelt, der die echt zeitgleiche bidirektionale Kommunikation auf ein und derselben Frequenz zwischen zwei Teilnehmern belegt. Aktuelle Forschungstätigkeiten in diesem Themenkomplex befassen sich nun mit wissenschaftlichen Fragestellungen, die der Steigerung der Relevanz für praktische Einsätze, insbesondere in Anwendungsfeldern der Verteidigung und Sicherheit, dienen.

 

Projekt

Interoperabilität bei multinationalen Einsätzen

In einem multinationalen Einsatz operieren Soldaten verschiedener Nationen Seite an Seite, ihre Fahrzeuge sowie die darin verbauten Subsysteme sind in einen Informationsverbund integriert. Voraussetzung hierfür ist die Interoperabilität der Systeme. Sie wird durch Standardisierung möglich. Einer dieser Standards wird gemeinsam mit multinationalen Partnern am Fraunhofer FKIE erarbeitet.