Agile Edge
Das Vorhaben Agile Edge (AE) soll mithilfe von Drohnen transportierbaren Mobilfunkzellen die Netzabdeckung in einem Einsatzgebiet schnell, flexible und kostengünstig ergänzen. Dabei werden entweder die Netzstandards 5G, 4G und 2G, oder aber eigene Kommunikationsstandards wie etwa Tetrapol nach Bedarf eingesetzt.
Einsatzmöglichkeiten
Der Einsatz von AE zielt im zivilen Bereich insbesondere auf die Beseitigung von Funklöchern ab. Gerade für kleinere unterversorge Gebiete lohnt es sich oftmals nicht einen Funkturm zu errichten, weshalb hier die portablen Mobilfunkzellen (PMFZ) von AE kostengünstige Abhilfe schaffen kann. Ebenso kann AE in Gebieten mit geringer Bevölkerungsdichte eingesetzt werden, etwa in Afrika, um hier überhaupt eine Grundversorgung an Mobilfunkabdeckung zu schaffen.
Des Weiteren ist durch die Auslieferbarkeit durch Drohnen eine hohe Agilität gewährleistet, wodurch mit AE auch für kurzfristige Ereignisse ein zuverlässiges Funknetz errichtet werden kann. Hierzu zählen unter anderem Konzerte, Festivals, Messen ebenso wie Naturkatastrophen.
Insbesondere im Katastrophenfall ist die Drohnenbasierte Auslieferung der portablen Funkzellen von hoher Bedeutung, da hier auch im stark unzugänglichen Gelände die Netzabdeckung gewährleistet werden kann.
Ebenso ist ein Einsatz in sicherheitskritischen Szenarien denkbar. Denn durch die verwendete Mesh-Topologie ist es möglich, bei einem Einsatz mehrerer PMFZ ein Ausfallsicheres Kommunikationsnetz zu erzeugen. Die PMFZ besitzen somit eine Resilienz gegen Mehrfachausfälle.
Die portable Mobilfunkzelle
Jede PMFZ ist für sich eine autarke Einheit mit eigener akkugepufferten Stromerzeugung, und kann so über längere Zeiträume wartungsfrei am Zielort eingesetzt werden.
Ausgezeichnet durch die Flexibilität in der Netzanbindung ist es so möglich, mit AE sowohl existierende Mobilfunkzellen zu erweitern, ebenso wie in Kombination mit Satellitenkommunikation eigene autarke Netzwerke aufzubauen. Zusätzlich können private lokale Kommunikationsnetzwerke ohne Anbindung an die Außenwelt erstellt werden.
Die PMFZ kommunizieren in einer Mesh-Topologie untereinander. Das bedeutet, dass die versendeten Daten keine festgelegte Route verfolgen müssen. Dementsprechend können die Daten bei einem Ausfall einer oder mehrerer PMFZ über andere verfügbare Knotenpunkte versendet werden.
Einbindung der PMFZ ins Mobilfunknetz per Internet
Eine weitere Möglichkeit einen Mobilfunkservice per PMFZ bereitzustellen wäre es, wenn mindestens eine PMFZ ans Internet angebunden wird. Dies kann entweder per LAN oder W-LAN erfolgen. Die eigentliche Mobilfunkverbindung wird dann per Software über die Umleitung auf einen Server simuliert.
In Kombination mit mobilen Starlink Routern ist es so möglich, komplett unabhängig der benachbarten Netzabdeckung ein mobiles Netzwerk aufzubauen.
Kommunikation zwischen PMFZ’s, Mesh-Topologie
Die PMFZ’s können untereinander in einer Mesh-Topologie kommunizieren.
Ein ganz klarer Vorteil dieser Netztopologie ist, dass bei einem Ausfall einer PMFZ und ausreichend überlappender Funkgebiete weiterhin die Verbindung bis zum Endbenutzer aufrechterhalten werden kann.
Der favorisierte Netzwerkstandard einer PMFZ kann wahlfrei festgelegt werden. So ist es möglich, in ferneren Regionen 2G/EDGE festzulegen, um eine maximale Reichweite zu erzielen. Wo benötigt, kann 4G/5G eingesetzt werden, um eine höhere Datenrate entgegen einer kleineren Reichweite zu erreichen.
Der Einsatz
Die Auslieferung der PMFZ am Zielort wird primär per Drohnen erfolgen. Somit ist es möglich, hohe Standorte für die mobilen Funkmasten zu erzielen, und somit eine optimale Reichweite zu gewährleisten.
Wenn eine existierende Mobilfunkzelle erweitert, oder ein Funkloch zwischen mehreren Zellen abgedeckt werden soll, kann ein PMFZ an den Rand des Sendebereiches eines existierenden Funkturms platziert werden. So kann sich im einfachsten Fall die PMFZ in die existierende Funkzelle einwählen, und ihr eigenes erweitertes Funknetz anbieten.
Für die Abdeckung größerer Gebiete können mehrere PMFZ nach dem gleichen Beispiel verkettet werden.
Alternativ können auch mithilfe der PMFZ Mobilfunkzellen ohne ein bereits existierendes Mobilfunknetz errichtet werden. In diesem Fall kann über ein Satellitenmodem das erste PMFZ an das globale Netzwerk angebunden werden, und so die Daten an weitere PMFZ, oder den Endbenutzer ausliefern.
Der vollständig autarke Einsatz im Sinne eines Intranets ist ebenso denkbar, um eine sichere Kommunikation zu gewährleisten. Hierfür ist keinerlei Anbindung an existierende Netzwerke notwendig.
Für den zivilen Endbenutzer im Mobilfunkbereich stellt eine jede PMFZ einen weiteren Service-Point dar, an welchen er wie gewohnt Zugang zum Netz per Roamingverfahren erhält.
Einbindung der PMFZ ins Mobilfunknetz per Funkmast
Damit die PMFZ eine Mobilfunkzelle für den Endbenutzer darstellen können, benötigen sie entweder einen Zugang zu einem existierenden Mobilfunkmast, oder einen Internetzugang.
Eine Möglichkeit der Einbindung ins Mobilfunknetz ist es, mindestens einen PMFZ an den Rand des Versorgungsbereichs eines existierenden Funkturms zu bringen. Dies ist in Abbildung 2 dargestellt. Dabei stellt der rot markierte Bereich beispielhaft ein Festivalgelände dar, welches zum Zeitpunkt der Veranstaltung keine Anbindung an das Mobilfunknetz besitzt. Die Grünen Felder kennzeichnen die Versorgungsgebiete existierender Funktürme. Lila sind erweiterte Gebiete durch PMFZ.
In diesem Fall ist es möglich, dass sich ein PMFZ in einen existierenden Funkturm einwählt, und selbst einen Mobilfunkservice in seinem Bereich anbietet. Dabei ist das PMFZ für den existierenden Funkturm ein Endgerät. Dies würde jedoch eine Roaming-Kooperation mit existierenden Mobilfunkanbietern erfordern, sollte jedoch ohne Probleme möglich sein.
Eine weitere Möglichkeit wäre es die PMFZ als Repeater auszulegen, um so die existierende Mobilfunkabdeckung eines anderen Anbieters zu erweitern.
