5G-Geopositionierung im Praxistest – neue Erkenntnisse aus dem Tunnelumfeld

Im vergangenen Jahr haben wir gemeinsam mit unseren Partnern im Rahmen des Early Field Tests gezeigt, wie sich 5G-Geopositionierung außerhalb des Labors unter realen Bedingungen bewährt. Damals stand vor allem die Frage im Mittelpunkt, wie zuverlässig sich Positionen in komplexen, praxisnahen Umgebungen erfassen lassen und welche Rollen dabei neue IT-Infrastrukturen und Antennentechnologien dabei spielen.

Mit dem aktuellen Test haben wir diesen Ansatz konsequent weitergeführt und einen Schritt tiefer in ein besonders anspruchsvolles Szenario geschaut: eine unterirdische Infrastruktur in Form eines Eisenbahn-Tunnelneubaus in Süddeutschland.

Gemeinsam mit unseren Partnern der FBI GmbH und der IALTAG GmbH, sowie der Hochschule Aalen und der ConnectingCase GmbH, haben wir untersucht, wie sich 5G-, DECT- und WiFi-Signale in einer Umgebung verhalten, die sowohl technisch als auch physikalisch spezifische Rahmenbedingungen vorgeben.

Die zentrale Frage: Hohlleiter oder Dämpfungsfalle?

Im Fokus des Tests stand eine grundlegende Fragestellung der Funkwellenausbreitung im Tunnelkontext:

Verhält sich eine Tunnelröhre wie ein Hohlleiter, der Signale effizient über größere Distanzen transportiert? Oder geht die Energie ähnlich schnell verloren wie im freien Raum, sobald keine direkte Sichtverbindung mehr besteht?

Gerade diese Frage ist entscheidend für zukünftige Anwendungen in den Bereichen Kommunikation, Positionierung, Sicherheit, Logistik und Infrastrukturmonitoring im unterirdischen Umfeld.

Aufbau des Testszenarios

Der Test wurde in einem realitätsnahen Abschnitt des Tunnelneubaus durchgeführt – inklusive sowohl komplexer, gekrümmter Bereiche ohne direkter Sichtverbindung als auch langer, gerader Streckenabschnitte. Hinzu kamen sowohl ebenerdige als auch ansteigende und abfallende Streckenabschnitte.

Zum Einsatz kamen unter anderem die innovativen Antennen der IALTAG, die speziell für anspruchsvolle Funkumgebungen entwickelt wurden.

Ziel war es, die Performance verschiedener Technologien (DECT, 5G und WiFi) unter realen Bedingungen zu vergleichen und insbesondere die Reichweitenentwicklung entlang der Tunnelstruktur zu analysieren.

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Überraschende Ergebnisse aus der Praxis

Die Messergebnisse haben die ursprünglichen Erwartungen deutlich übertroffen und zeigen, wie stark sich Funkwellen in Tunnelstrukturen verhalten können:

• Bereits im komplexen Tunnelbereich mit Anstiegen und Kurven – ohne direkte Sichtverbindung – wurde eine 3- bis 4-fache Reichweite im Vergleich zum freien Raum erreicht.
• Selbst hinter den Antennen konnten noch bis zu 150 Meter zusätzliche Reichweite gemessen werden.
• Auf der geraden Tunnelstrecke zeigte sich ein besonders beeindruckender Effekt: Die Reichweite war hier 8- bis 10-mal größer als im freien Raum.  

Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Tunnelstruktur in bestimmten Szenarien tatsächlich Eigenschaften eines Hohlleiters annimmt und Signale deutlich effizienter propagiert als im offenen Gelände.

Einordnung: Was bedeutet das für 5G-Geopositionierung?

Die Erkenntnisse aus dem Test sind besonders relevant für die Weiterentwicklung von 5G-basierten Ortungs- und Kommunikationslösungen in geschlossenen Infrastrukturen.

Denn sie zeigen, dass:

• sich Tunnelumgebungen aktiv für Funkausbreitung nutzen lassen,
• Reichweiten deutlich besser prognostizierbar sein können als bisher angenommen,
• und insbesondere für Geopositionierung neue Möglichkeiten entstehen, wenn Infrastruktur und Antennendesign gezielt zusammenspielen. 

Damit rückt die Vision einer zuverlässigen, durchgängigen Ortung in kritischen Infrastrukturen ein gutes Stück näher.

Fazit und Ausblick

Der aktuelle Test hat eindrucksvoll bestätigt, dass reale Tunnelumgebungen ein deutlich anderes Funkverhalten aufweisen als klassische Freifeldszenarien. Gleichzeitig eröffnen die Ergebnisse neue Perspektiven für den Einsatz von 5G-Geopositionierung in Infrastrukturprojekten – von Bau- und Wartungsprozessen bis hin zu sicherheitskritischen Anwendungen.

Gemeinsam mit unseren Partnern möchten wir diesen Ansatz weiterentwickeln und die gewonnenen Erkenntnisse in zukünftigen Pilotprojekten und Anwendungen überführen.

Unsere Partner auf einen Blick

FBI GmbH
Die FBI GmbH ist ein erfahrener Partner für spezialisierte Kommunikations- und Technologielösungen im Bereich kritischer Infrastrukturen. Mit ihrem technischen Know-how unterstützt sie Projekte von der Planung bis zur praktischen Umsetzung.

IALTAG GmbH
IALTAG ist ein Spezialist für innovative Antennentechnologien. Mit ihren Antennen bietet das Unternehmen Lösungen, die speziell für komplexe Umgebungen wie Tunnel, Industrieanlagen oder schwer zugängliche Bereiche optimiert sind.

Hochschule Aalen
Die Hochschule Aalen bringt ihre Expertise in den Bereichen Telekommunikation, Sensorik und angewandte Forschung in das Projekt ein. Sie unterstützt insbesondere die Analyse komplexer Funkausbreitungsbedingungen und trägt dazu bei, Messergebnisse aus der Praxis wissenschaftlich einzuordnen und weiterzuentwickeln. Dadurch leistet sie einen wichtigen Beitrag zur Bewertung von 5G-basierten Ortungstechnologien in realen Infrastrukturszenarien. 

ConnectingCase GmbH 
ConnectingCase entwickelt modulare und flexible Systemlösungen für anspruchsvolle Einsatzszenarien. Der Fokus liegt auf robusten, mobilen Infrastrukturkonzepten für industrielle und öffentliche Anwendungen.