Indoor-Positionierung direkt aus dem Netz

In Werken und Logistikzentren entscheidet mobile Konnektivität immer öfter darüber, ob Prozesse wirklich rund laufen. Fahrerlose Transportfahrzeuge, autonome mobile Roboter, mobile Scanner und vernetzte Werkzeuge sind ständig in Bewegung: von Halle zu Halle, über Außenflächen und durch Bereiche mit sehr unterschiedlichen Funkbedingungen. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Verbindung. Sie muss auch unterwegs stabil bleiben und vor allem darf beim Wechsel zwischen Funkzellen nichts abreißen. WLAN kann das grundsätzlich leisten, wird jedoch mit zunehmender Gerätezahl, mehr Mobilität und größeren Flächen schnell deutlich komplexer – sowohl in der Planung als auch im Betrieb.

Private 5G-Netze setzen genau hier an. Als dediziertes Funknetz auf dem Werksgelände lassen sich Abdeckung und Zellstruktur gezielt auf die Umgebung zuschneiden. Geräte werden über SIM/eSIM eindeutig identifiziert, zentral verwaltet und gesteuert. Auf dieser Basis kann das Netz neben der Datenübertragung eine zusätzliche Informationsebene liefern: Positionsdaten. Diese entstehen direkt im Netz aus Funkmessungen und lassen sich als Koordinaten oder als Ereignisse („Zone betreten/Zone verlassen“) an Betriebsanwendungen übergeben.

Positionierung aus Funkmessungen – ohne Zusatz-Hardware

Positionsdaten, die ein privates 5G-Netz bereitstellen kann, entstehen netzseitig aus Funkmessungen. Das unterscheidet sie von GNSS (zum Beispiel GPS), das im Außenbereich in der Regel zuverlässig arbeitet, in Gebäuden jedoch oft nur eingeschränkt nutzbar ist. Für Innenbereiche werden deshalb häufig Echtzeit-Ortungssysteme (RTLS) eingesetzt, die je nach Verfahren sehr präzise sein können, dafür aber meist eine eigene Ortungsinfrastruktur und ein separates Betriebsmodell für Infrastruktur, Wartung und Datenintegration erfordern.

Bei 5G ist die Idee eine andere: Die Positionierung nutzt die vorhandene Kommunikationsinfrastruktur und kann je nach Bedarf ergänzend eingesetzt werden. Dabei wird die Positionsbestimmung als Netzfunktion umgesetzt, sodass an keinem Gerät oder Fahrzeug zusätzliche Tags oder Beacons erforderlich sind. Stattdessen nutzt das Netz Funkmesswerte aus der laufenden Verbindung, um den Standort zu berechnen.

Für die Positionsberechnung nutzt das Netz Laufzeitinformationen der Funksignale. Mehrere Antennen erfassen dazu die Uplink-Signale eines Endgeräts. Aus den Zeitdifferenzen der Signalankunft (UL-TDoA) wird die Position per Triangulation berechnet. Die Auswertung läuft zunächst im Funkzugang (RAN) und danach in einer spezialisierten Software-Applikation, die in den Network Controller integriert ist.

Wie gut das in der Praxis funktioniert, hängt stark von der Umgebung ab – und damit von einer Funkplanung, die die Hallenrealität abbildet: Geometrie, Abschattung, Reflexionen sowie Anordnung und Dichte der Antennen beeinflussen die Messqualität. Je nach Umgebung sind Ergebnisse im Meterbereich möglich. Ebenso wichtig ist die Mobilität im Netz: Damit Geräte auch bei schneller Bewegung stabil verbunden bleiben, müssen Zellwechsel zwischen Antennen sauber und ohne Datenverlust funktionieren.

In der Anwendung kommen Positionsdaten meist in zwei Formen an: als Koordinaten (x, y, optional z) oder als Zonenereignisse wie „betritt Zone A” oder „verlässt Zone B”. Gerade Zonenereignisse sind oft der schnellste Einstieg, weil sich daraus sofort Regeln und Automatisierungen ableiten lassen.

Wo Positionsdaten besonders helfen: Asset-Transparenz, Flotten und Sicherheit

Positionsdaten entfalten ihren Nutzen vor allem dann, wenn sie in operative Abläufe einfließen, als Koordinaten oder als Zonenereignisse. Typische Szenarien in Fertigung und Logistik sind:

• Asset-Tracking in der Intralogistik: Werkzeuge, Terminals oder ferngesteuerte Transportsysteme lassen sich schneller finden. Suchzeiten sinken und kritische Betriebsmittel sind besser verfügbar. Bei großen Stückzahlen mobiler Geräte kann die Vermeidung von Verlusten und Ersatzbeschaffung einen messbaren Kosteneffekt haben.
• Flottensteuerung autonomer Roboter und Fahrzeuge: Eine gemeinsame Positionsreferenz unterstützt Leitstand und Flottenmanagement. Sensorik am Fahrzeug wie Kamera und LiDAR bleibt für lokale Wahrnehmung und Hinderniserkennung wichtig. Netzbasierte Positionierung kann die Koordination über größere Bereiche ergänzen, etwa an Engstellen oder beim Wechsel zwischen Zonen.
• Sicherheit über Geofencing: Virtuelle Zonen ermöglichen Regeln beim Betreten oder Verlassen – von Warnungen über Geschwindigkeitslimits bis zu Sperrlogiken. In vielen Fällen zählt dabei vor allem, dass Ereignisse zuverlässig und zeitnah kommen, nicht dass die Koordinate auf den Zentimeter stimmt.
• Fertigung und mobile Arbeitsmittel: Standortdaten können helfen, Robotik-Arbeitsbereiche oder bewegliche Arbeitsmittel gezielter zu führen und Sicherheitszonen situativ anzupassen.
• Track-and-Trace entlang der Prozesskette: In Kombination mit Warehouse-Management-Systemen (WMS) und Manufacturing-Execution-Systemen (MES) entstehen zusätzliche Einblicke in Materialflüsse, Liegezeiten und Engpässe. In ausgewählten Fällen lassen sich Positionsdaten auch mit Auftrags- oder Maschinendaten verknüpfen – etwa für Nachweise oder Prozessdokumentation.

Rollout: erst Funkbasis, dann Schritt für Schritt mehr Nutzen

In vielen Projekten ist Positionierung nicht der alleinige Treiber. Häufig wird zunächst eine belastbare Funkbasis aufgebaut, damit mobile Kommunikation und industrielle Endgeräte zuverlässig laufen. Sobald diese Grundlage steht, lässt sich die Positionierungsfunktion schrittweise aktivieren und dort integrieren, wo der Nutzen am deutlichsten ist.

Technisch ist eine saubere Funkplanung entscheidend, gerade in Industrieumgebungen mit hohem Metallanteil und wechselnder Flächenbelegung. Organisatorisch sollte außerdem früh geklärt sein, wer Betrieb und Monitoring verantwortet und wie sich Zuständigkeiten zwischen Produktion/Automatisierung und IT organisieren.

Ebenso wichtig: Governance und Datenschutz gehören von Anfang an dazu. Zweckbindung und Zugriffskontrollen sollten klar definiert sein, denn Standortdaten sind operativ wertvoll, aber auch sensibel. Über Schnittstellen beziehungsweise APIs werden die Daten dann in Leitstände, WMS oder MES eingebunden – erst dort wird aus Positionsinformation ein messbarer betrieblicher Nutzen.

Positionsdaten als Mehrwert der 5G-Infrastruktur

Oft wird Indoor-Positionierung nicht als eigenes Zusatzprojekt gestartet, sondern als Mehrwert einer Infrastruktur genutzt, die für mobile Prozesse ohnehin benötigt wird. Private 5G-Netze liefern in Fertigung und Logistik eine planbare Funkbasis und können zusätzlich Positionsinformationen direkt aus dem Netz bereitstellen. Wenn diese Daten in Betriebsanwendungen einfließen, profitieren Unternehmen bei Asset-Tracking, Flottensteuerung, Sicherheit und Track-and-Trace. Indoor-Lokalisierung wird damit zur integrierten Netzfunktion statt zu einem separaten Zusatzsystem.