Yeni bir çalışma, İleri-5G (5G-Advanced) ağlarında İHA tespiti için birden fazla baz istasyonunun birlikte kullanılabileceğini öne sürüyor. Araştırmacılar, 3. Nesil Ortaklık Projesi’nin (3GPP) kentsel makro hava aracı senaryosunda, 5G altyapısının aynı anda hem iletişim hem de algılama yapabildiği ISAC (Integrated Sensing and Communication – bütünleşik algılama ve iletişim) yaklaşımını test etti. Çalışma 28 Nisan 2026’da arXiv’e yüklendi, 1 Mayıs 2026’da güncellendi.
ISAC yaklaşımında ayrı bir radar sistemi kurmak gerekmiyor. Bunun yerine 5G NR (New Radio / Yeni Radyo) içindeki mevcut iletişim sinyalleri çevreyi algılamak için de kullanılıyor. Çalışmada özellikle konumlandırma referans sinyallerinden (PRS) yararlanıldı. Baz istasyonundan çıkan sinyal havadaki İHA’dan yansıdığında sistem gecikme, Doppler kayması, geliş açısı ve sinyal-gürültü oranı (SNR) gibi verileri işliyor. Bu veriler hedefin konumu, yüksekliği ve hareketi hakkında bilgi veriyor.
Sistem nasıl çalışıyor?
Şehir ortamında tek bir baz istasyonu her zaman yeterli değil. Binalar görüş hattını kesebiliyor, sinyaller çevredeki yapılardan yansıyabiliyor ve bu yansımalar “hayalet hedefler” oluşturabiliyor. Ayrıca İHA’lar farklı irtifalarda uçtuğu için tek bir iletim-alım noktasının (TRP) görüş alanı sınırlı kalabiliyor. Çalışmaya göre tek TRP, kentsel makro hava aracı ortamında kısıtlı açısal kapsama, kısmi engellenme ve sınırlı görüş alanı nedeniyle tespit güvenilirliğinde sorun yaşayabiliyor.
Bu soruna karşı makalede çoklu-TRP yaklaşımı kullanıldı. Yani bir İHA yalnızca tek bir baz istasyonunun gördüğü hedef olarak değil, birden fazla iletim-alım noktasından gelen ölçümlerin ortak sonucu olarak değerlendirildi. Sistem önce farklı TRP’lerden gelen yerel algılamaları topladı. Ardından bu tespitleri konumlarına göre kümelendirdi. Bir hedefin gerçek sayılması için belirli sayıda TRP tarafından doğrulanması gerekti. Araştırmacılar buna oylama eşiği (voting threshold) adını verdi. Bu yöntem, gürültü, çevresel yansımalar ve çok yollu yayılım nedeniyle oluşabilecek sahte tespitleri azaltmak için kullanıldı.
Simülasyon 3GPP’nin UMa-AV (Urban Macro Aerial Vehicle – kentsel makro hava aracı) senaryosu altında yapıldı. Modelde 7 makro saha ve her sahada 3 sektör olacak şekilde toplam 21 sektör yer aldı. Sistem 4 GHz taşıyıcı frekansta, 100 MHz bant genişliğiyle ve 30 kHz alt taşıyıcı aralığıyla çalıştırıldı. Algılama için 128 ms’lik CPI (Coherent Processing Interval – tutarlı işleme aralığı) kullanıldı. Her simülasyon denemesinde 25-300 metre irtifa aralığında 5 küçük İHA hedefi yerleştirildi. İHA’ların yatay hızları 0-180 km/s aralığında seçildi; dikey hareket ise modele dahil edilmedi.
Sistem, yalnızca hedefin varlığını aramakla kalmadı. Gelen sinyallerden hedefin 3 boyutlu konumu ve radyal hızı da tahmin edildi. Bunun için her TRP’den gelen ölçümler merkezi bir birleştirme noktasında toplandı. Konum tahmininde SNR değeri daha güçlü olan TRP ölçümlerine daha fazla ağırlık verildi. Hız tahmininde ise farklı TRP’lerden gelen radyal hız ölçümleri, hedefin gerçek 3 boyutlu hareketini yeniden kurmak için en küçük kareler yöntemiyle birleştirildi.
Sonuçlar tek baz istasyonu ile çoklu baz istasyonu arasındaki farkı net gösterdi. 52 dBm iletim gücü ve 0,5λ anten aralığı senaryosunda tek TRP ile kaçırma oranı yüzde 18,5, yanlış alarm oranı yüzde 26 olarak ölçüldü. Multi-TRP desteği kullanıldığında kaçırma oranı yüzde 0,6’ya, yanlış alarm oranı yüzde 1’e düştü. 90. yüzdelikte yatay konum hatası da 8,5 metreden 6 metreye indi.
Çalışmanın önemli noktalarından biri de “daha fazla baz istasyonu her zaman daha iyi sonuç verir” varsayımını sınırlaması. Oylama eşiği 1 olduğunda sistem hedefleri kolay yakaladı, ancak yanlış alarm oranı yüzde 33,8’e çıktı. Eşik 4 olduğunda yanlış alarmlar neredeyse ortadan kalktı, fakat kaçırma oranı yüzde 33,4’e yükseldi. En iyi denge, bir hedefin gerçek sayılması için en az iki TRP tarafından doğrulandığı eşikte bulundu. Bu durumda kaçırma oranı yaklaşık yüzde 0,6’da kalırken yanlış alarm oranı yüzde 1’e indi.
Konum ve hız tahmininde de benzer bir denge görüldü. Yatay ve dikey konum hatası, kullanılan TRP sayısı arttıkça azaldı. Ancak radyal hız tahmininde dört TRP yerine en güçlü üç TRP daha iyi sonuç verdi. Makaleye göre dördüncü TRP’nin daha düşük SNR değerine ya da daha elverişsiz geometriye sahip olması, hız tahminine gürültü ekleyebiliyor. Bu nedenle sistemin yalnızca çok sayıda baz istasyonuna değil, doğru baz istasyonlarını seçen bir mimariye ihtiyacı var.
Dört TRP birlikte algılama yaptığında aktif algılama döneminde 14 OFDM (Dikgen Frekans Bölmeli Çoklama) sembolünün 4’ü kullanıldı. Bu, anlık olarak yaklaşık yüzde 29 kaynak yükü anlamına geliyor. Ancak algılama yenileme aralığı 128 ms’lik işleme süresinden 1 saniyeye çıkarıldığında etkili ağ yükü yaklaşık yüzde 3,7’ye düşüyor. Araştırmacılar bu sonucun, multi-TRP destekli İHA algılamanın iletişim hizmetleriyle birlikte daha ölçeklenebilir biçimde uygulanabileceğini gösterdiğini belirtiyor.
Baz istasyonları geleceğin radar ağları olabilir
Çalışma, 5G baz istasyonlarının yakın gelecekte klasik radarların yerini alacağı anlamına gelmiyor. Ancak İleri-5G ve 6G’ye giden süreçte hücresel altyapının yeni bir role hazırlanabileceğini gösteriyor. Şehirlerde halihazırda bulunan baz istasyonları, doğru sinyal işleme ve çoklu nokta desteğiyle, düşük irtifada uçan İHA’ları izleyen dağıtık bir algılama ağına dönüşebilir.
Araştırmacılara göre sonraki adımlardan biri, baz istasyonları arasındaki veri taşıma gecikmelerini ve İHA’nın bu gecikme süresindeki hareketini hesaba katan asenkron birleştirme yöntemlerini incelemek olacak. Kısacası geleceğin baz istasyonları yalnızca bağlantı noktası değil; şehirlerin hava sahasını okuyabilen algılama düğümleri haline gelebilir.
Kaynak: arxiv