Die Gebiete der Informations- und Kommunikationstechnologien entwickeln sich rasant. Die Entwicklungszyklen sind entsprechend kurz und damit das Risiko hoch, dass Technologien schneller obsolet werden, als sie eingeführt werden können. Daher ist es notwendig, dass Technologien beobachtet und nach deren Relevanz und Potential beurteilt werden können. Die dafür benötigte Expertenkompetenz wird über das Forschungsprogramm Kommunikation mittels Technologiestudien, Forschungsprojekten sowie Feld- und Laborversuchen mit Demonstratoren aufgebaut.
Die Telekommunikation spielt eine Schlüsselrolle bei der vernetzten Operationsführung, der Interoperabilität sowie bei der zivil-militärischen Zusammenarbeit. Nur zuverlässige und leistungsfähige Kommunikationssysteme gewährleisten, dass Information auch unter erschwerten Bedingungen unmittelbar am richtigen Ort zur Verfügung steht. Dadurch kann jederzeit ein Informationsvorsprung erreicht werden, der die Entscheidungsfindung massgeblich erleichtert.
Im Rahmen dieses Forschungsprogramms werden die Kompetenzen zur fachlichen Beurteilung von Technologien zukünftiger militärischer Kommunikationssysteme aufgebaut. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Unterstützung der strategischen, operativen und taktischen Entschlussfassung in einem restriktiven Informationsumfeld sowie die Validierung der konzeptionellen Ansätze für zukünftige Rüstungsprogramme. Die Aktivitäten des Forschungsprogramms orientieren sich lose an den folgenden drei Kompetenzfeldern.
Im Kern ist Kommunikation immer eine Übertragung von Information. Dies kann über unterschiedliche Kanäle und mit unterschiedlichsten physischen Mitteln geschehen. Für die Kommunikation in Krisenzeiten und -Gebieten ist besonders die drahtlose Übertragung von hohem Wert, da eine beständige Infrastruktur wie Kabel und Stromversorgung nicht immer gewährleistet ist. Daher liegt der Schwerpunkt von diesem Kompetenzfeld auf drahtlosen Übertragungstechnologien und mobiler Kommunikation.
Auch gegnerische Einheiten und Systeme kommunizieren drahtlos, d.h. im elektromagnetischen Raum. Deshalb konzentriert sich das Kompetenzfeld Elektronischer Kampf darauf diesen zu beherrschen. Dies beinhaltet die Aufklärung, Detektion, Ortung und Inhaltsanalysen von Kommunikationsmitteln sowie von Gegenmassnahmen wie Störung oder Täuschung.
Information zu erfassen und zu übertragen reicht nicht aus für eine erfolgreiche Operationsführung. Besondere Umstände wie zu grosse Datenmengen und begrenzte Kommunikationsressourcen erschweren eine umfassende Übertragung zusätzlich. Dementsprechend braucht es ein Zusammenspiel zwischen den Führungsinformations- und den Kommunikationssystemen um den Sensor-, Nachrichten-, Führungs- und Wirkungsverbund erfolgreich zu schliessen. Das Kompetenzfeld Führungsinformationstechnologien deckt dieses Vorhaben ab.
LoRa steht für Long Range und ist ein weit verbreitetes Funkprotokoll für Internet of Things (IoT) Anwendungen. Es zeichnet sich durch einen sehr tiefen Energieverbrauch und eine grosse Reichweite aus. Durch seine Signalbeschaffenheit eignet sich LoRa aber auch für das Übertragen eines Zeitsignals. Der Demonstrator, gemeinsam entwickelt mit der Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften (ZHAW), eignet sich zur drahtlosen Synchronisation über mehrere Kilometer Distanz. Mit einer Genauigkeit von einigen Nanosekunden stellt dieser eine Alternative zu störungsanfälligen GNSS-basierten Zeitreferenzen dar.
Drohnen spielen in vielen Bereichen immer eine grössere Rolle. Dabei verfügen die allermeisten Drohnen über drahtlose Kommunikationssysteme, die sie mit der Bodenstation verbinden. Damit Drohnen effizient Daten übertragen können und dabei möglichst nicht von einem Gegner detektiert werden, ist es von Vorteil, wenn die Antenne ihren Strahl fokussieren und schwenken kann. Konkret wurde dies in der vorliegenden Designstudie untersucht und ein Antennendemonstrator mit Antennenelementen auf der Rumpfoberfläche einer Drohne gebaut und validiert.
LoRa eignet sich neben der Kommunikation und der Zeitsynchronisation auch für die Distanzbestimmung zwischen zwei Knoten. In diesem Projekt wurde untersucht, wie genau Knoten in einem LoRa-Netz lokalisiert werden können.
Herkömmliche Radarsysteme senden einen Signalpuls aus und messen die Zeit bis ein Echo von einem Flugobjekt wieder zurückkommt, um die Distanz zum Flugobjekt zu bestimmen. Ein Passivradar hingegen benutzt bereits bestehende Signale wie z.B. jene von Radio- oder Fernsehsendern, um Flugzeuge zu detektieren. Mit dem entwickelten Demonstrator werden Kompetenzen aufgebaut, um die Chancen und Herausforderungen dieser Technologie zu analysieren.
Mobile Ad Hoc Netzwerke (MANET) kommen dann zum Einsatz, wenn infrastrukturbasierte Technologien wie beispielsweise Mobilfunk nicht zur Verfügung stehen. Sie sind hierarchielos, d.h. alle Teilnehmerknoten haben die gleichen Fähigkeiten und jeder kann mit jedem kommunizieren. Dabei werden Datenpakete dynamisch vom Sendeknoten zum Adressaten weitergeleitet. Die Organisation und das Finden der richtigen Route im Netz erzeugen dabei einen grossen Overhead, was bei grösseren Netzen zu einem Problem führen kann. In diesem Projekt wurde demonstriert, dass ein kooperativer Ansatz, bei dem mehrere Knoten gleichzeitig senden, erfolgreich zur Abschwächung einiger Probleme beitragen kann.
Netzwerk
Der Aufbau von Fachkompetenzen basiert auf einem breiten Netzwerk von Partnern aus Wirtschaft, Hochschulen, Universitäten und anderen Forschungsstellen im In- und Ausland. Zur Sicherstellung der Fähigkeitsorientierung findet ein enger Kontakt und Informationsaustausch zu Nutzern, Planungs-, Beschaffungs- und Erprobungsstellen des VBS statt.
