Have any questions?
+44 1234 567 890
Machbarkeitsstudie durch Überprüfung Abdeckung Luftraum und Datenrate von Lorawan
Es soll perspektivisch ein Kollissionswarnsystem bestehend aus Avionikgerät und Bodeninfrastruktur für die allgemeine Luftfahrt in Europa entwickelt werden. Es herrscht Unklarheit ob sich die geplante Lorawan Technik bezüglich Reichweite und Datenrate dafür eignet. Diese Studie soll die Machbarkeit an einem praktischen Aufbau mit Testflügen und Simulationen überprüfen.
Projektbeschreibung
Abbildung 1: heutige befürchtete künftige Komplexität
Elektronische Kollisionsvermeidung ist derzeit (2025) ein sehr heterogenes Feld. Mehrere Systeme, die aus der Großluftfahrt, der allgemeinen Luftfahrt, dem Segelflug oder dem Drohnenbetrieb stammen, sind im Einsatz. Sie sind nicht miteinander kompatibel, obwohl sich die Trägerflugzeuge im unteren Luftraum treffen.
Eine allgemeine Interoperabilität kann wie folgt hergestellt werden: Es existiert eine bidirektionale private Internetverbindung zwischen den Flugzeugen und dem Boden, bei der jedes Flugzeug Positionen abgibt und auf individuelle Warnungen achtet. Die Warnungen werden am Boden erkannt.
Diese Machbarkeitsstudie klärt, ob eine Internetverbindung zum gesamten Luftraum vom Boden zu allen Flugflächen unter Verwendung von Internet of Things (IoT)-Technologien implementiert werden kann. Wir nennen unseren Ansatz ADS-G für Automatic Dependent Surveillance General.
Wir werden zunächst die Reichweite des ausgewählten Trägersystems diskutieren und messen. Das wird die Kosten einer Bodeninfrastruktur definieren. Außerdem werden wir eine Netzwerk-/Basisstationsplanung für Deutschland entwerfen.
In Teil 2 werden wir den Mangel an Datenübertragungskapazität über dieses IoT-System mit einer Simulation überprüfen und Einschränkungen diskutieren.
Teil 3 wird klären, wie das Konzept zur Verbesserung der heutigen Verkehrsüberwachungstechnologien verwendet werden kann und es wird ein Konkurrenzvergleich mit dem UAT978 Bodensystem angestellt.
Teil 4 fasst zusammen und gibt Empfehlungen für die EASA, die ETSI und die Avionikindustrie.
Teil 5 macht eine Aufschlüsselung von Produkten und Dienstleistungen im Themenkomplex, insbesondere werden die künftigen Charterware-Pläne entworfen.
Hardware-Installationen
Abbildung 1: Gateway-Installation mit Antennenmast
Abbildung 2: Flugzeugantennen-Installationen unter dem Flugzeug
Erwartungen
Es wird erwartet, dass die Lorawan Technik Reichweiten bis zum Horizont erzielt, d.h. die Funkverbindung je nach Topologie 200-300km weit reicht. Dies würde einen kostengünstigen Netzaufbau aus nur 6 Stationen in Deutschland erlauben. Es wird ferner erwartet, dass durch Realisierung eines „polite spectrum Access“ in Verbindung mit ausgeklügelten Algorithmen die erlaubte Sendedauer von 2,7% / Stunde für typische Flüge ausreicht. Dies wird erwartungsgemäß die Simulation eines Überlandfluges durch eine high traffic Verkehrssituation bestätigen.
Erste Ergebnisse Reichweiten-Testflüge
Wir führten 3 große Reichweiten-Testflüge durch:
- Osnabrück
- Landshut
- Abbeville Frankreich
Abbildung 3: Live-Tracks der 3 Reichweiten-Testflüge
Wir erreichten 210km aus 5000ft auf unserem Flug nach Osnabrück, 260km aus 10.000ft auf unserem Flug nach Landshut und 280km aus 10.000ft auf unserem Flug nach Abbeville vom Flugzeug zum Gateway. Auch die Abdeckung ist ausreichend wie ein Rundflug über Trier / Koblenz /Bonn / Aachen / Eifel zeigte.
Abbildung 4: Abdeckung durch Telekom (gelb) + Lorawan (orange)
Die Karten zeigen die Überlegenheit von Lorawan gegenüber dem Mobilfunknetz der Telekom. Zusammen erreicht man mit beiden Systemen 97% Abdeckung.
Figure 1: Simulation Setup on a Linux PC
Die Arbeiten an der Simulation sind (Stand 12/2026) begonnen worden. Hierzu werden aktuell 3 kommunizierende Programme entwickelt:
- Die Simulation eines künftigen Avionikgerätes die den real geflogenen Abdeckungstestflug über die Eifel wieder abspielen wird.
- Die Simulation eines eControllers am Boden, der mit dem simulierten Avionikgerät einerseits und einem Trackingserver mit Luftlagebild interagiert und ggf Warnungen an das Avionikgerät kommuniziert.
- Die Simulation eiines Luftlagebildes mit 1000 Flugzeugen im Luftraum über Deutschland.
Die Simulation wird im 1Q 2026 abgeschlossen werden und die Ergebnisse sodann offengelegt.