Eine Drohne als Postbote oder fürs Büro? Der Markt für kleine Drohnen hat sich in den letzten Jahren rasant entwickelt. Die Liste der Einsatzmöglichkeiten wird immer länger. Drohnen helfen bereits aus der Luft wenn es z. B. besonders schnell gehen muss. Sie liefern wichtige Laborproben und eilige Medizinprodukte staufrei und unterstützen Katastropheneinsatzkräfte mit aktuellen Lagebildern.

Drahtlose Vernetzung der Drohne noch am Anfang

Ein wichtiger Aspekt für den Einsatz der Drohne ist die drahtlose Vernetzung dieser – quasi als Handy in der Luft. Dabei müssen große Mengen an Daten – hochaufgelöste Bilder und Videos – zu einer Station am Boden gefunkt werden. Hier stößt der Einsatz aktuell noch auf Schwierigkeiten.

Zusammen mit der Universität Klagenfurt untersucht Magenta Telekom, wie Drohnen in Mobilfunknetze eingebunden werden können. Experimente zeigen, dass aktuelle Mobilfunknetze noch nicht ideal für den Einsatz von Drohnen sind. Ein Problem ist z. B. die Anzahl der Zellwechsel. Das sind Übergänge zwischen Mobilfunkzellen, im Fachjargon „Handover“ genannt. „Bei einer für Quadrocopter typischen Flughöhe von 150 Metern macht eine Drohne etwa fünf Mal so viele Zellwechsel wie ein Handy mit der gleichen Bewegungsgeschwindigkeit am Boden“, erklärt Professor Christian Bettstetter vom Institut für Vernetzte und Eingebettete Systeme. „Viele dieser Wechsel sind vollkommen unnötig, es sind Ping-Pong-Handover“, fährt er fort. Er und seine Fachkollegen an der Universität Klagenfurt arbeiten seit über 10 Jahren an Drohnensystemen.

Nach ersten Messungen sollen in den nächsten Monaten Lösungen für eine weitere Herausforderung entwickelt werden. Drohnen leiden unter einem hohen Maß an Interferenzen, da sie in der Luft Funkverbindungen zu vielen Basisstationen haben – viel mehr als Handys am Boden. Dadurch wird die Datenrate im Download drastisch reduziert. Ein passendes Interferenzmanagement könnte als Lösung die Datenrate wieder auf das Niveau eines Mobilfunknetzes am Boden korrigieren.

5G unterstützt Drohne

Schon in den nächsten Monaten sollen rechenintensive Aufgaben von Drohnen mit Hilfe von 5G-Technologien an leistungsstarke Computer in Basisstationen ausgelagert werden. Das Konzept, Edge Computing genannt, wird z. B. auch für Gaming am Smartphone in Zukunft eine wichtige Rolle spielen.

Internationale Drohnen-Innovationen

Seit einem Jahr erprobt die Kooperation der Universität Klagenfurt mit Magenta Telekom, der österreichischen Tochter der Deutschen Telekom, neuartige Algorithmen in der Praxis – natürlich immer unter Beachtung der Sicherheitsstandards. Neben zwei weiteren Professoren und drei Senior-Forschern und -Forscherinnen ist Driton Emini, zuständig für Next Generation Network und IoT bei Magenta Telekom, involviert. Emini ist begeistert von der Teamarbeit in Klagenfurt: „Da arbeitet eine tolle Gruppe an einer ausgezeichneten Fakultät“, schwärmt er. „Für Telekommunikationskonzerne ist es wichtig, bei disruptiven Innovationen wie Drohnen mit dabei zu sein.“

Neben der Kommunikationstechnik wird am Institut die autonome Navigation ohne GPS und die Planung von Flugpfaden erforscht. Die Infrastruktur wird laufend erweitert. Derzeit wird im Klagenfurter Lakeside Science & Technology Park eine modern ausgestattete Drohnenflughalle erbaut, die im Dezember eröffnet wird.

Auch in weiteren Ländern setzt die Deutsche Telekom auf die Innovationskraft von Drohnen: In Deutschland wurden mittels Drohnen Freileitungen mit künstlicher DNA besprüht, um „Kupferdieben“ das Leben schwer zu machen. In den Niederlanden setzt T-Mobile Drohnen für die Wartung von Mobilfunknetzen ein.