5G-AUTOSAT – Konzeption eines satellitenfähigen 5G-Kommunikationsmoduls für Automobile

Satellitenkonnektivität für die Mobilität von Morgen

Laufzeit des Vorhabens: 01.08.2019 – 30.11.2020

In den letzten Jahren haben große Automobilhersteller die Vernetzung ihrer Fahrzeuge intensiv vorangetrieben und bieten den Kunden damit nicht nur permanente Erreichbarkeit, sondern noch eine Vielzahl weiterer Dienstleistungen. Einhergehend mit verbesserter Konnektivität steigt die Genauigkeit des Lagebildes im Fahrzeug über die Umgebung, speziell über die Verkehrs-, Straßen- und Wetterverhältnisse. Davon profitiert der menschliche Fahrer, aber auch autonome und automatisierte Fahrzeuge. Zwar besteht die klare Forderung, dass autonomes Fahren autark, d.h. ohne jegliche Verbindung nach außen funktionieren muss, permanente Konnektivität steigert jedoch die Effizienz, Leistungsfähigkeit und Sicherheit autonomer Mobilität deutlich.

Gegenwärtig vernetzen sich Fahrzeuge über konventionelle, kommerzielle Mobilfunktechnologie (LTE, 2G/3G/4G). Insbesondere im ländlichen Bereich ist deren Abdeckung nicht flächendeckend gewährleistet oder kann nur mit sehr hohem Aufwand gesichert werden. „Funklöcher“ sind ein vielerorts bekanntes Übel, das sich auch mit der Umsetzung der neuen 5G-Technologie auf absehbare Zeit nicht bessern, vorübergehend womöglich sogar verschärfen wird. Daher zeichnet sich für die Zukunft eine signifikante Rolle für Vernetzung über Satelliten ab. Eine zentrale Voraussetzung für die Integration von Satellitenkonnektivität in Automobile ist die Verfügbarkeit kostengünstiger Nutzerterminals, die sich design-konform installieren lassen. Dies beinhaltet zum einen die Antennen und zum anderen die Modems für die Satellitenkommunikation, die in entsprechenden Kommunikationsmodulen im Auto integriert sind und darüber mit den Fahrzeugsystemen kommunizieren.

Das wesentliche Ziel des Vorhabens besteht in der Konzeptionierung eines Kommunikationsmoduls für Automobile, das mit dem 5G Standard (gemäß 3GPP) konform ist und die Konnektivität des Fahrzeugs sowohl über Kommunikationssatelliten, als auch über 5G-fähige terrestrische Mobilfunkstationen ermöglicht. Die Anforderungen an ein derartiges Kommunikationsmodul leiten sich aus einer Konsolidierung bestehender Nutzungsfälle aus den Bereichen „3GPP Non-Terrestrial Networks“ (d.h. Satellitennetzwerke) und „Cooperative, Connected and Automated Mobility“ (CCAM) ebenso ab wie Architekturvorschläge und erste Detaildesigns.

Zum Nachweis der Machbarkeit wird ein Demonstrator im Labormaßstab erstellt, in dem wesentliche Funktionen getestet und die erreichbare Leistungsfähigkeit abgeschätzt werden kann. Aus der Bewertung der Testergebnisse leiten sich dann der Verwertungsplan und die notwendigen nächsten Schritte zur Kommerzialisierung des Moduls im Rahmen einer Roadmap „Satellitenkonnektivität für Mobilität“. Zudem sollen Vorschläge für Adaptionen der im Rahmen von 5G „New Radio“ zu entwickelnden Spezifikationen in die entsprechenden 3GPP Arbeitsgruppen eingebracht werden, um somit zu gewährleisten, dass Satellitenkonnektivität für den Mobilitätssektor berücksichtigt wird.

Die Partner Airbus Defence and Space GmbH (Schwerpunkt Satellitenkonnektivität), Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen (5G-Konnektivität, Demonstrator) und ZF AG (Automobile Randbedingungen, Kommunikationsmodul) führen die Arbeiten im Rahmen eines Verbundprojektes in enger Kooperation durch.

Institutionen/ Verbundpartner

Airbus Defence and Space GmbH
Claude-Dornier-Strasse
88090 Immenstaad
www.airbus.com

Ansprechpartner:

Dr. Helmut W. Zaglauer
Tel.: +49 7545 8 2322
helmut.zaglauer@airbus.com

Klaus Schönherr
Tel.: +49 7545 8 9265
klaus.schoenherr@airbus.com

Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltung
Am Wolfsmantel 33
91058 Erlangen
www.iis.fraunhofer.de

Ansprechpartner:

Bo Zhao
Tel.: +49 9131 776 6345
bo.zhao@iis.fraunhofer.de

Thomas Heyn
Tel.: +49 9131 776 6311
thomas.heyn@iis.fraunhofer.de

ZF Friedrichshafen AG
Löwentaler Straße 20
88046 Friedrichshafen
www.zf.com

Ansprechpartner:

Simon Ruf
Tel.: +49 7541 774010
simon.ruf@zf.com