5G-alapú passzív rádiólokáció városi környezetben

Az 5G egyes alkalmazási lehetőségei a hon- és rendvédelem területén

doi: 10.32567/hm.2024.4.6

Absztrakt

A passzív rádiólokációs megoldások költséghatékonysága, egyre csökkenő méretei, gyors telepíthetősége, a lehetséges megvilágító források sokrétűsége, alacsony felderíthetősége okán úgy katonai, mint civil alkalmazhatósága igen sokrétű lehet. Passzív rádiólokáció során arra alkalmas külső megvilágító forrás által kibocsátott és a céltárgyról reflektálódó jeleket detektálja a rendszer. Lehetséges potenciálját tekintve az 5G figyelemre méltó megvilágítóként azonosítható. A passzív rádiólokáció szempontjából a városi térnek kaotikus fizikai és elektromágneses jellemzői vannak, így olyan detektálást támogató technológiák alkalmazása válhat szükségessé, mint a dolgok internete és a mesterséges intelligencia. Jelen tanulmány a releváns szakirodalom feldolgozásával, az 5G-ben mint városi passzív rádiólokációs ökoszisztéma megvilágítóforrásában rejlő lehetőséget vizsgálja.

Kulcsszavak:

5G radar passzív érzékelés mesterséges intelligencia IoT

Hogyan kell idézni

Ollári, V., & Haig, Z. (2025). 5G-alapú passzív rádiólokáció városi környezetben: Az 5G egyes alkalmazási lehetőségei a hon- és rendvédelem területén. Hadmérnök, 19(4), 81–107. https://doi.org/10.32567/hm.2024.4.6

Hivatkozások

GPP.org: The 5G standard, Release 18 (2022). Online: https://www.3gpp.org/ftp/Inbox/Marcoms/3GPP_Poster%20v2.pdf

ABRATKIEWICZ, Karol – KSIĘŻYK, Adam – PŁOTKA, Marek – SAMCZYŃSKI, Piotr – WSZOŁEK, Jacek – ZIELIŃSKI, Tomasz Piotr (2023): SSB-Based Signal Processing for Passive Radar Using a 5G Network. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 16, 3469–3484. Online: https://doi.org/10.1109/JSTARS.2023.3262291

ADIB, Fadel – SU, Chen-Yu – MAO, Hongzi – KATABI, Dina – DURAND, Frédo (2015): Capturing the Human Figure Through a Wall. ACM Transactions on Graphics, 34(6). Online: https://doi.org/10.1145/2816795.2818072

ASHLEIBTA, Aboajeila Milad – TAHA, Ahmad – KHAN, Muhammad A. – TAYLOR, William – TAHIR, Ahsen – ZOHA, Ahmed – ABBASI, Qammer H. – IMRAN, Muhammad A. (2021): 5G-Enabled Contactless Multi-User Presence and Activity Detection for Independent Assisted Living. Scientific Reports, 11. Online: https://doi.org/10.1038/s41598-021-96689-7

BALAJTI István (2019a): Új kihívások a hazai légtérellenőrzésben, Rendszerintegrálási alapok, passzív rádiólokáció. Haditechnika, 53(2), 2–7. Online: https://doi.org/10.23713/HT.53.2.01

BALAJTI István (2019b): A XXI. századi radarrendszerekkel szemben támasztható elvárások. Haditechnika, 53(3), 3–7. Online: https://doi.org/10.23713/HT.53.3.01

BEASLEY, Piers – RITCHIE, Matthew – GRIFFITHS, Hugh – MICELI, William – INGGS, Michael – SIMON, Lewis (2020): Multistatic Radar Measurements of UAVs at X-band and L-band. 2020 IEEE Radar Conference, Florence, Italy, 2020, 1–6. Online: https://doi.org/10.1109/RadarConf2043947.2020.9266444

BINGLI, Liao – VARGAS, Vasconcellos (2024): Extending Token Computation for LLM Reasoning. arXiv:2403.14932v3 [cs.CL]. Online: https://doi.org/10.48550/arXiv.2403.14932

BIRUTIS, Agnius – MYKKELTVEIT, Anders – ULVERSØY, Tore – BORLAUG, Øystein Dag – KÅRSTAD, Jørn (2022): A Study of 5G New Radio and Its Vulnerability to Jamming. Norvegian Defence Research Establishment. Online: https://www.ffi.no/en/publications-archive/a-study-of-5g-new-radio-and-its-vulnerability-to-jamming

CARO, C. G. – BLOICE, J. A. (1971): Contactless Apnoea Detector Based on Radar. The Lancet 298(7731), 959–961. Online: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(71)90274-1

CHANG, Yupeng – WANG, Xu – WANG, Jindong – WU, Yuan – YANG, Linyi – ZHU, Kaijie – CHEN, Hao – YI, Xioyuan – WANG, Cunxiang – WANG, Yidong et al. (2024): A Survey on Evaluation of Large Language Models. ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology, 15(3). Online: https://doi.org/10.1145/3641289

CHEN, Victor C. – LI, Fayin – HO, Shen-Shyang – WECHSLER, Harry (2006): Micro-Doppler Effect in Radar: Phenomenon, Model, and Simulation Study. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 42(1), 2–21. Online: https://doi.org/10.1109/TAES.2006.1603402

COLONE, Fabiola – FILIPPINI, Francesca – PASTINA, Debora (2023): Passive Radar: Past, Present, and Future Challenges. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 38(1), 54–69. Online: https://doi.org/10.1109/MAES.2022.3221685

DEEP, Yoshana – HELD, Patrick – RAM, Shobha Sundar – STEINHAUSER, Dagmar – GUPTA, Anshu – GRUSON, Frank – KOCH, Andreas – ROY, Anirban (2020): Radar Cross-Sections of Pedestrians at Automotive Radar Frequencies Using Ray Tracing and Point Scatterer Modelling. IET Radar, Sonar & Navigation, 14(6), 833–844. Online: https://doi.org/10.1049/iet-rsn.2019.0471

DREIFUERST, Ryan M. – HEATH, Robert W. (2023): Massive MIMO in 5G: How Beamforming, Codebooks, and Feedback Enable Larger Arrays. IEEE Communications Magazine, 61(12), 18–23. Online: https://doi.org/10.1109/MCOM.001.2300064

EZUMA, Martins – ANJINAPPA, Chethan Kumar – SEMKIN, Vasilii – GUVENC, Ismail (2021): Comparative Analysis of Radar Cross Section Based UAV Classification Techniques. arXiv:2112.09774v1 [eess.SP]. Online: https://doi.org/10.48550/arXiv.2112.09774

FARKAS Tibor (2023): A kommunikációs és információs rendszerek értelmezése napjainkban: Követelmények és kihívások. In TÓTH András (szerk.): Új típusú kihívások az infokommunikációban. Budapest: Ludovika Egyetemi Kiadó, 11–30.

FEREIDOUNI, Farshad – MOHAMMADI, Seyed T. – SHAHRAKI, Vahed F. – JAHANTIGH, Farhad (2022): Human Health Risk Assessment of 4-12 GHz Radar Waves using CST STUDIO SUITE Software. Journal of Biomedical Physics Engineering, 12(3), 285–296. Online: https://doi.org/10.31661/jbpe.v0i0.1272

FERENCZY Gábor – SZŰCS Péter – BALOG Károly (1998): Rádiólokáció alapjai. Budapest: Bolyai János Katonai Műszaki Főiskola.

GARTENBERG, Chaim (2024): What is a Long Context Window? Blog.google, 2024. február 16. Online: https://blog.google/technology/ai/long-context-window-ai-models

GOMEZ-DEL-HOYO, Pedro – GRONOWSKI, Konrad – SAMCZYNSKI, Piotr (2022): The STARLINK-Based Passive Radar: Preliminary Study and First Illuminator Signal Measurements. 23rd International Radar Symposium (IRS), Gdansk, Poland, 2022, 350–355. Online: https://doi.org/10.23919/IRS54158.2022.9905046

GURBUZ, Sevgi Z. – GRIFFITHS, Hugh D. – CHARLISH, Alexander – RANGASWAMY, Muralidhar – GRECO, Maria Sabrina – BELL, Kristine (2019): An Overview of Cognitive Radar: Past, Present, and Future. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 34(12), 6–18. Online: https://doi.org/10.1109/MAES.2019.2953762

HAIG Zsolt – KOVÁCS László – VÁNYA László – VASS Sándor – NÉMETH András (2014): Elektronikai hadviselés. Budapest: Nemzeti Közszolgálati Egyetem Hadtudományi és Honvédtisztképző Kar.

HUAN, Sha – WU, Limei – ZHANG, Man – WANG, Zhaoyue – YANG, Chao (2023): Radar Human Activity Recognition with an Attention-Based Deep Learning Network. Sensors, 23(6). Online: https://doi.org/10.3390/s23063185

JIAN, Michael – LU, Zhenzhong – CHEN, Victor C. (2017): Experimental Study on Radar Micro-Doppler Signatures of Unmanned Aerial Vehicles. IEEE Radar Conference, Seattle, USA, 2017, 0854–0857. Online: https://doi.org/10.1109/RADAR.2017.7944322

KARLSSON, Alexander (2023): Radar Signal Processing using Artificial Neural Networks. PhD-disszertáció. KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS), Intelligent systems, Information Science and Engineering. Online: https://kth.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A1797382

KARSA Róbert (2024): Tűzvédelmi szakértői rendszer létrehozása nagy nyelvi modellek segítségével. Rendvédelem, 13(2), 26–36. Online: https://doi.org/10.53793/RV.2024.2.3

KHEDKAR, Ashok – MUSALE, Sandeep – PADALKAR, Ganesh – SURYAWANSHI, Ravikant –SAHARE, Shashikant (2023): An Overview of 5G and 6G Networks from the Perspective of AI Applications. Journal of the Institution of Engineers (India): Series B, 104(6), 1329–1341. Online: https://doi.org/10.1007/s40031-023-00928-6

KIM, Youngwook – HA, Sungjae – KWON, Jihoon (2015): Human Detection Using Doppler Radar Based on Physical Characteristics of Targets. Geoscience and Remote Sensing Letters, 12(2), 289–293. Online: https://doi.org/10.1109/LGRS.2014.2336231

KIM, Hahyun – KIM, Gayeong – SHIM, Sunghoon – JANG, Sukbin – SONG, Jiho – LEE, Byungju (2024): Key Technologies for 6G-Enabled Smart Sustainable City. Electronics, 13(2). Online: https://doi.org/10.3390/electronics13020268

KIRILLOV, Alexander et al. (2023): Segment Anything. arXiv:2304.02643 [cs.CV]. Online: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.02643

KONCZ Miklós Tamás (2007): Lunenberg reflektor radarkeresztmetszetének mérése összehasonlító módszerrel. Hadmérnök, 2(3), 100–185. Online: http://hadmernok.hu/archivum/2007/3/2007_3_koncz.pdf

KSIĘŻYK, Adam – PŁOTKA, Marek – ABRATKIEWICZ, Karol – MAKSYMIUK, Radosław – WSZOŁEK, Jacek – SAMCZYŃSKI, Piotr (2023): Opportunities and Limitations in Radar Sensing Based on 5G Broadband Cellular Networks, IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 38(9), 4–21. Online: https://doi.org/10.1109/MAES.2023.3267061

KUSCHEL, Heiner – CRISTALLINI, Diego – OLSEN, Karl Erik (2019): Tutorial: Passive Radar Tutorial. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 34(2), 2–19. Online: https://doi.org/10.1109/MAES.2018.160146

LI, Wenda – PIECHOCKI, Robert J. – WOODBRIDGE, Karl – TANG, Chong – CHETTY, Kevin (2021): Passive WiFi Radar for Human Sensing Using a Stand-Alone Access Point. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 59(3), 1986–1998. Online: https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.3006387

LI, Xiang – WEN, Congcong – HU, Yuan – YUAN, Zhenghang – ZHU, Xiao Xiang (2024): Vision-Language Models in Remote Sensing: Current Progress and Future Trends. IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine, 12(2), 32–66. Online: https://doi.org/10.1109/MGRS.2024.3383473

LIN, Luning – YU, Ningning – WANG, Yong – SHI, Zhiguo (2023): 5G Spectrum Learning-Based Passive UAV Detection in Urban Scenario. IEEE/CIC International Conference on Communications in China (ICCC), Dalian, China, 2023, 1–5. Online: https://doi.org/10.1109/ICCC57788.2023.10233342

LIN, Xingqin – LI, Jingya – BALDEMAIR, Robert – CHENG, Jung-Fu Thomas – PARKVALL, Stefan – LARSSON, Daniel Chen (2019): 5G New Radio: Unveiling the Essentials of the Next Generation Wireless Access Technology. IEEE Communications Standards Magazine, 3(3), 30–37. Online: https://doi.org/10.1109/MCOMSTD.001.1800036

LIU, Hongshan – QIN, Tong – GAO, Zhen – MAO, Tianqi – YING, Keke – WAN, Ziwei – QIAO, Li – NA, Rui – LI, Zhongxiang – HU, Chun – MEI, Yikun – LI, Tuan – WEN, Guanghui – CHEN, Lei – WU, Zhonghuai – LIU, Ruiqi – CHEN, Gaojie – WANG, Shuo – ZHENG, Dezhi (2024): Near-Space Communications: the Last Piece of 6G Space-Air-Ground-Sea Integrated Network Puzzle. arXiv:2401.00283 [cs.IT]. Online: https://doi.org/10.34133/space.0176

LIU, Yan – DAN, Yangpeng – WAN, Xianrong – YI, Jianxin (2022): Investigations on 5G-Based Passive Sensing for IoT Applications. IEEE 8th International Conference on Computer and Communications (ICCC), Chengdu, China, 2022, 823–828. Online: https://doi.org/10.1109/ICCC56324.2022.10065876

LYU, Xiaoyong – LIU, Baojin – FAN, Wenbing (2022): Signal Processing in Passive Radar with Multi-User MIMO-OFDM Signal. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, 113. Online: https://doi.org/10.1186/s13634-022-00947-3

MAKSYMIUK, Radosław – HOYO, Pedro Gomez del – ABRATKIEWICZ, Karol – SAMCZYNSKI, Piotr – KULPA, Krzysztof (2024): 5G-Based Passive Radar on a Moving Platform – Detection and Imaging. IET Radar, Sonar & Navigation, 18(12), 2414–2426. Online: https://doi.org/10.1049/rsn2.12559

MAKSYMIUK, Radosław – PŁOTKA, Marek – ABRATKIEWICZ, Karol – SAMCZYŃSKI, Piotr (2023): 5G Network-Based Passive Radar for Drone Detection. 24th International Radar Symposium (IRS), Berlin, Germany, 1–10. Online: https://doi.org/10.23919/IRS57608.2023.10172437

NATO STO (2017): Passive Coherent Locator History and Fundamentals. 2017. augusztus 23. Online: https://www.sto.nato.int/publications/STO%20Educational%20Notes/STO-EN-SET-243/EN-SET-243-01.pdf

NÚÑEZ-ORTUÑO, José M. – GONZÁLEZ-COMA, José – LÓPEZ, Rubén Nocelo – TRONCOSO-PASTORIZA, Francisco – ÁLVAREZ-HERNÁNDEZ, María (2023): Beamforming Techniques for Passive Radar: An Overview. Sensors (Basel), 23(7). Online: https://doi.org/10.3390/s23073435

OpenAI et al. (2024): GPT-4 Technical Report. arXiv:2303.08774v6 [cs.CL]. Online: https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.08774

PETŐ Tamás (2013): Több csatornás DVB-T alapú passzív radar. BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar, (2013.10.25). Online: https://tdk.bme.hu/VIK/HWBeagy/Tobb-csatornas-DVBT-alapu-passziv-radar

SKOLNIK, Merrill I. (1981): Introduction to Radar Systems. Second Edition. Singapore: McGraw-Hill.

SELLER Rudolf – PETŐ Tamás – DUDÁS Levente – KOVÁCS Levente (2019): Passzív radar I rész. Haditechnika, 53(6), 51–55. Online: https://doi.org/10.23713/HT.53.6.10

SELLER Rudolf – PETŐ Tamás – DUDÁS Levente – KOVÁCS Levente (2020): Passzív radar II. rész. Haditechnika, 54(1), 43–47. Online: https://doi.org/10.23713/HT.54.1.09

SEMKIN, Vasilii – HAARLA, Jaakko – PAIRON, Thomas – SLEZAK, Christopher – RANGAN, Sundeep – VIIKARI, Ville (2020): Analyzing Radar Cross Section Signatures of Diverse Drone Models at mmWave Frequencies. IEEE Access, 8, 48958–48969. Online: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2979339

STRINATI, Emilio Calvanese – ALEXANDROPOULOS, George C. – AMANI, Navid – CROZZOLI, Maurizio – MADHUSUDAN, Giyyarpuram – MEKKI, Sami – RIVET, Francois – SCIANCALEPORE, Vincenzo – SEHIER, Philippe – STARK, Maximilian – WYMEERSCH, Henk (2024): Towards Distributed and Intelligent Integrated Sensing and Communications for 6G Networks. arXiv:2402.11630 [eess.SP]. Online: https://doi.org/10.1109/MWC.001.2400056

TANG, Chong – LI, Wenda – VISHWAKARMA, Shelly – CHETTY, Kevin – JULIER, Simon – WOODBRIDGE, Karl (2020): Occupancy Detection and People Counting Using WiFi Passive Radar. 2020 IEEE Radar Conference (RadarConf20), Florence, Italy, 2020, 1–6. Online: https://doi.org/10.1109/RadarConf2043947.2020.9266493

TARZANAGH, Davoud Ataee – LI, Yingcong – ZHANG, Xuenchen – OYMAK, Samet (2023): Max-Margin Token Selection in Attention Mechanism. arXiv:2306.13596v4 [cs.LG]. Online: https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.13596

THI PHUOC VAN, Nguyen – TANG, Liqiong – DEMIR, Veysel – HASAN, Syed F. – MINH, Nguyen D. – MUKHOPADHYAY, Subhas (2019): Review-Microwave Radar Sensing Systems for Search and Rescue Purposes. Sensors, 19(13). Online: https://doi.org/10.3390/s19132879

THOMAS, Nicholas J. – WILLIS, Mike J. – CRAIG, Ken H. (2006): The Relative Importance of Different Propagation Mechanisms for Radio Coverage and Interference Prediction in Urban Scenarios at 2.4, 5.8, and 28 GHz. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 54(12), 3918–3920. Online: https://doi.org/10.1109/TAP.2006.886571

TÓTH András (2023a): Az Internet of Things rendszerek biztonsági kihívásai. In TÓTH András (szerk.): Új típusú kihívások az infokommunikációban. Budapest: Ludovika Egyetemi Kiadó, 99–136.

TÓTH András (2023b): Az 5G-technológia jellemzői és a kialakításában rejlő kihívások. In TÓTH András (szerk.): Új típusú kihívások az infokommunikációban. Budapest: Ludovika Egyetemi Kiadó, 51–98.

VASWANI, Ashish – SHAZEER, Noam – PARMAR, Niki – USZKOREIT, Jakob – JONES, Llion – GOMEZ, Aidan N. – KAISER, Lukasz – ILLIA Polosukhin (2017): Attention Is All You Need. arXiv:1706.03762v7 [cs.CL]. Online: https://doi.org/10.48550/arXiv.1706.03762

WANG, Siqin – XIAO, Huang – LI, Yun – ZHANG, Ce – NING, Huan – ZHU, Rui – LI, Zhenlong – YE, Xinyue (2024): GPT, Large Language Models (LLMs) and Generative Artificial Intelligence (GAI) Models in Geospatial Science: A Systematic Review. International Journal of Digital Earth, 17(1). Online: https://doi.org/10.1080/17538947.2024.2353122

WU, Shengqiong – FEI, Hao – QU, Leigang – CHUA, Tat-Seng (2024): NExT-GPT: Any-to-Any Multimodal LLM. arXiv:2309.05519v3 [cs.AI]. Online: https://doi.org/10.48550/arXiv.2309.05519

WÜHRL, Tibor – BAROSS, Márk Tamás – GYÁNYI, Sándor – VARGA, Péter János (2023): 5G Synchronization Problems with GNSS Interference. IEEE 6th International CANDO-EPE Conference, Budapest, Hungary, 2023, 149–154. Online: https://doi.org/10.1109/CANDO-EPE60507.2023.10417998

XU, Fengtong – HONG, Tao – ZHAO, Jincheng – YANG, Tao (2019): Detection and Identification Technology of Rotor Unmanned Aerial Vehicles in 5G Scene. International Journal of Distributed Sensor Networks, 15(6). Online: https://doi.org/10.1177/1550147719853990

XU, HanXiang – WANG, Shenao – LI, Ningke – WANG, Kailong – ZHAO, Yanjie – CHEN, Kai – YU, Ting – LIU, Yang – WANG, Haoyu (2024): Large Language Models for Cyber Security: A Systematic Literature Review. arXiv:2405.04760v2 [cs.CR]. Online: https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.04760

YAMADA, Naoyuki – TANAKA, Y. – NISHIKAWA, Kunitoshi (2005): Radar Cross Section for Pedestrian in 76GHz Band. European Microwave Conference, Paris, France, 2005. Online: https://doi.org/10.1109/EUMC.2005.1610101

ZHANG, Duzhen – YU, Yahan – DONG, Jiahua – LI, Chenxing – SU, Dan – CHU, Chenhui – YU, Dong (2024): MM-LLMs: Recent Advances in MultiModal Large Language Models. arXiv:2401.13601v5 [cs.CL]. Online: https://doi.org/10.18653/v1/2024.findings-acl.738