Mobilnät som känner av omvärlden – nya möjligheter civilt och militärt 

Mobilnäten är byggda för att överföra information. Samma radioteknik kan också användas för att upptäcka vad som rör sig i omgivningen. I projektet Integrerad radar och kommunikation för 6G, delvis finansierat genom Avancerad Digitalisering, utvecklas teknik som kombinerar mobilkommunikation med radarfunktioner. Tester i Lund har hittills fungerat bättre än projektgruppen förväntat sig och ger underlag för nästa steg mot praktisk användning. 

Utbyggnaden av mobilnäten har skapat en omfattande infrastruktur av radioutrustning och installationsplatser. Genom att tillföra sensingfunktioner undersöker Ericsson tillsammans med SafeRadar Research Sweden AB och Kungliga Tekniska Högskolan hur denna infrastruktur också kan ge information om den fysiska omgivningen. 

Teknikområdet kallas ISAC, Integrated Sensing and Communication. Grundtanken är att kommunikation och sensing ska kunna dela hårdvara och radioresurser. Det skulle ge mobilnäten en ytterligare funktion och samtidigt minska behovet av separata installationer för varje användningsområde. 

– En stor del av investeringen i infrastrukturen är redan gjord. Vi har identifierat en möjlighet att bygga in sensingfunktionalitet i den hårdvara som finns på sajterna och på så sätt skapa ytterligare värde, säger Nic Ekman, ISAC System Designer, Ericsson. 

Tillsammans med bland andra utvecklaren Axel Orrhede arbetar han med projektets demonstrator och den fortsatta tekniska utvecklingen. 

Radarekon ger information utan uppkoppling 

En viktig skillnad mellan kommunikation och sensing är att det objekt som upptäcks inte behöver delta i informationsutbytet. En drönare eller ett fordon behöver alltså inte vara uppkopplat mot systemet eller skicka information. 

I stället analyseras ekot av radiosignaler som reflekteras mot objektet. Genom signalbehandling kan systemet få information om exempelvis avstånd, riktning och hastighet. 

Det öppnar för användningsområden där det finns nytta i att upptäcka objekt i omgivningen som inte aktivt delger sin position. Projektgruppen ser bland annat möjligheter inom drönardetektering, övervakning av luftrum och analys av trafikflöden.

Vilka tillämpningar som kommer att bli mest relevanta är fortfarande en del av utvecklingsarbetet. Den tekniska förmågan behöver kopplas till ett behov där lösningen också är ekonomiskt motiverad. 

– Det finns ännu ingen tydligt definierad marknad. Vi ser att vi har förmågan och att mycket av hårdvaran redan finns. Frågan är vad kunderna kan använda det till, säger Axel Orrhede, ISAC System Designer, Ericsson.

Verkliga tester har överträffat förväntningarna 

I Lund testas tekniken med drönare och fordon. Enligt projektgruppen har försöken hittills fungerat bättre än förväntat. Demonstrationerna har också väckt intresse hos möjliga kunder och personer med erfarenhet av radarsystem. 

– Vi behöver göra fysiska experiment för att förstå hur tekniken fungerar. När vi skickar ut radiosignaler i en verklig miljö studsar de mot byggnader och andra föremål på sätt som är svåra att fullt ut förutse i simuleringar, säger Nic Ekman. 

Testerna ger därför återkoppling på hur systemet hanterar omgivningen och hur robust det är under faktiska förhållanden. De gör det också möjligt att identifiera problem tidigt och undersöka hur en framtida installation kan utformas. 

Projektgruppen beskriver framstegen både som tekniska resultat och som en förflyttning mot möjliga produkter. Demonstratorn har gjort tekniken konkret och bidragit till fler diskussioner om användning och kundbehov. 

Att upptäcka ett objekt är bara ett första steg

Samtidigt återstår viktiga signalbehandlingsfrågor. Ett system behöver kunna skilja de objekt som är relevanta från andra rörelser och reflektioner i omgivningen. 

– Att upptäcka något i luften är inte samma sak som att kunna avgöra vad det är. Att skilja en fågel från en drönare är en stor signalbehandlingsutmaning, säger Axel Orrhede. 

En annan central fråga är samexistensen mellan kommunikation och sensing. Om båda funktionerna använder samma radioresurser behöver projektet förstå hur kapaciteten ska fördelas och hur sensing påverkar kommunikationsfunktionen. 

Det finns också idéer om att återanvända kommunikationssignaler och analysera deras ekon. Det skulle kunna ge ett effektivare resursutnyttjande, men är ett område som kräver fortsatt utveckling. 

Arbetet förenar därför kompetens inom kommunikation, radar och signalbehandling. Jämförelser med befintliga system hjälper projektgruppen att bedöma vad lösningen kan tillföra och vilka begränsningar som behöver hanteras. 

Bred täckning kan komplettera specialiserade system 

Mobilnätens geografiska spridning är en möjlig styrka. Om sensing kan integreras i infrastrukturen skulle det kunna ge en lägesbild över stora områden. 

Ett användningsområde är tidig varning vid oväntad aktivitet i luftrummet. Informationen skulle exempelvis kunna användas för att rikta ett mer specialiserat radarsystem mot den plats där något har upptäckts. Projektgruppen ser därför både civila och militära tillämpningar. 

– Nästa steg är att få ut systemet hos kunder med olika behov och pröva hur tekniken fungerar i deras tillämpningar. Den återkopplingen blir viktig för den fortsatta utvecklingen, säger Nic Ekman. 

Erfarenheterna kan också bidra till det internationella standardiseringsarbetet för 6G, där Ericsson deltar. Resultat från demonstratorn och testerna ger underlag för fortsatt teknikutveckling och möjliga framtida standardiseringsbidrag.  – Arbetet kommer inte att avslutas när projektet slutar 2027. Vi vill föra erfarenheterna vidare till produktutvecklingen och fortsätta utveckla tekniken inom de användningsområden som visar sig tekniskt och ekonomiskt gångbara, avslutar Axel Orrhede.