5G-AUTOSAT KI - Optimierung der Konnektivität für automobile Anwendungen in hybriden Satelliten / terrestrischen 5G Netzwerken mittels künstlicher Intelligenz; Teilvorhaben 5G-AUTOSAT KI - KI-unterstützte Satellitenkommunikation und Verbundprojektleitung

Abstract

Satellite connectivity based on 5G NTN offers a major opportunity for the space industry to seamlessly integrate into the global telecommunications ecosystem. NTN is now an integral part of 5G, and this will continue in the upcoming standardization activities leading up to 6G.

In addition to terrestrial connectivity, satellite connectivity enables networking and accessibility anytime and anywhere, with mobile applications in particular benefiting from this. 5G NTN (non-terrestrial networks) offers the automotive industry, in particular, the opportunity to improve safety, efficiency, and comfort in this strategically important future area, especially for autonomous and automated driving. The use of artificial intelligence methods in satellites and in network orchestration offers approaches for further optimizing performance and increasing service quality for users.

The central objective of the 5G-AUTOSAT AI joint project was to demonstrate the possibilities of satellite connectivity for the mobility sector, increase the concept's application maturity, and advance cooperation with the automotive industry. Airbus made significant progress in identifying suitable automotive use cases that specifically benefit from the use of AI methods in satellites. Building on this, a demonstrator for the satellite payload was designed, built, and extensively tested, implementing both a complete 5G gNb base station and an AI algorithm for traffic forecasting on space-compatible hardware. Furthermore, the Vehicle2Satellite (V2S) satellite concept was further developed and the roadmap for implementing 5G NTN for mobility was updated. The results provided significant support for the 5GAA's 5G NTN activities.

Satellitenkonnektivität auf Basis von 5G NTN bietet eine große Chance für die Raumfahrtindustrie zur nahtlosen Integration in das globale Telekommunikations-Ökosystem. NTN ist inzwischen ein integraler Bestandteil von 5G und dies wird sich auch in den kommenden Standardisierungsaktivitäten bis hin zu 6G weiter fortsetzen.

In Ergänzung zur terrestrischen Anbindung ermöglicht Satellitenkonnektivität Vernetzung und Erreichbarkeit immer und überall, wobei gerade mobile Anwendungen davon in besonderem Maße profitieren können. Insbesondere der Automobilindustrie erlaubt 5G NTN (Nicht-Terrestrischen Netzwerken) in diesem strategisch wichtigem Zukunftsthema Verbesserungen hinsichtlich Sicherheit, Effizienz und Komfort speziell auch für autonomes und automatisiertes Fahren. Der Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz im Satelliten und in der Orchestrierung des Netzwerkes bietet Ansätze für zusätzliche Optimierung der Leistungsfähigkeit und die Servicequalität für die Nutzer zu steigern.

Zentrales Ziel im Rahmen des Verbundvorhabens 5G-AUTOSAT KI war es die Möglichkeiten der Satellitenkonnektivität für den Mobilitätssektor aufzuzeigen, die Anwendungsreife des Konzeptes zu erhöhen und die Kooperation mit der Automobilbranche voranzutreiben. Airbus konnte signifikante Fortschritte in der Identifikation von geeigneten automobilen Anwendungsfällen erzielen, die speziell auch von der Nutzung von KI-Methoden im Satelliten profitieren. Darauf aufbauend wurde ein Demonstrator für die Satellitennutzlast konzipiert, erstellt und ausführlich getestet, bei dem sowohl eine vollständige 5G gNb Basisstation als auch ein KI-Algorithmus zur Verkehrslagevorhersage auf Raumfahrt-kompatibler Hardware implementiert wurde. Zudem gelang die Weiterentwicklung des Vehicle2Satellite (V2S) Satellitenkonzeptes und die Fortschreibung der Roadmap zur Implementierung von 5G NTN für Mobilität, wobei mit den Ergebnissen die Aktivitäten der 5GAA zu 5G NTN maßgeblich unterstützt wurden.