Файл: Сегодня мы уже перестаём себя чувствовать комфортно, если у нас под рукой нет устройства, с помощью которого мы можем совершать выход в Интернет сеть в любом месте и в любое время, где бы то они не находились.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 69
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
других отраслях. Беспилотные средства оснащаются ультразвуковыми сенсорами, радарными датчиками, лазерными локаторами и видеокамерами и другими устройствами. В настоящее время такие технологии оснащения беспилотных средств пока не широко применяются в России.
К преимуществам мобильной базовой станции от передвижной базовой станции можно отнести то, что у передвижной станции большой размер, и применяется она по большей части только там, где есть автодороги, также и дороговизна всей конструкции, отсюда следует вывод - не универсальность применения.
Для организации мобильной сети связи выбирается как правило БПЛА самолётного типа, так как он сможет поднять достаточно полезного груза и передвигаться по заданному маршруту. На борту устанавливается МБС, передающая и принимающая сигнал на наземные приёмники и передатчики - охватывающие зону покрытия.
Однако, явной проблемой может является то, что передвигаясь по заданному маршруту, у такого БПЛА самолётного типа могут возникнуть неполадки в виде отклонения от заданного пути. А для решения данной задачи необходим специалист, постоянно наблюдающий за состоянием летательного аппарата, и в случае отклонения от маршрута, с помощью специальных программ вернуть его обратно, либо отправить на посадку в безопасное место для исправления неполадок с земли.
И при необходимости такой БПЛА не сможет занять статистическое положение, как это может сделать квадрокоптер (дрон) с установленным на нем ретранслятором сигнала сотовой связи. Поднявшись на высоту в 100 метров, дрон формирует покрытие сети сотовой связи площадью до 10 км. Бортовые аккумуляторы позволяют ему находиться в воздухе, обеспечивая сотовое покрытие LTE вплоть
до 2 часов.
Существует ряд задач, которые легко можно решить и упростить используя дрон, и в следствии открываются перспективы. Можно решать такие задачи, как контроль охотничьих угодьев с помощью датчиков, отслеживать миграцию птиц, рыб и других животных.
Организовывать мобильную сеть связи на основе БПЛА для обеспечения выхода в сеть интернет в местах удалённых от города, где доступ к сети ограничен или сигнал сети низкого качества.
Иногда требуется обеспечить связью какой-то участок местности, где собираются проводить мероприятие на открытом воздухе с большим числом участников, например форум, конференция, или проведение военно-учебных действий. Да и в целом, на случай, если возникнет какая-то чрезвычайная ситуация, у оператора должно быть решение, позволяющее в считанные часы, а лучше за считанные минуты наладить связь.
На планете часто случаются природные катаклизмы, стихийные бедствия, которые разрушают не только жилые дома, но и телеком-инфраструктуру. Поэтому крупнейшие операторы заинтересованы в наличии эффективных решений по восстановлению связи за небольшое время, пусть даже на временной основе. Важно дать возможность нуждающимся в помощи связаться со спасательными службами в то время, пока идут основные аварийно- восстановительные работы. Данное решение поможет оценить масштабы разрушений и позволить получить информацию, необходимую для планирования спасательных работ.
Использовать дроны планируют уже немало
крупных компаний, например, компания Nokia планирует использовать их для инспектирования сотовых вышек, а компания Amazon намеревается доставлять дронами свои посылки. Во многих странах ведутся испытания почтовых дронов.
В России проводится пробная доставка дроном биологических материалов в лабораторию, а компания Мегафон планирует применять дроны для обследования местности при планировании сети, а также для обследования сооружений связи.
Идея моей выпускной квалификационной работы состоит в том, что в случае возникновения чрезвычайной ситуации, когда обычная сотовая связь может перестать работать, оператор оперативно развернёт в зоне чрезвычайных событий мобильную базовую станцию (МБС) 4G-LTE, которая обеспечит работу смартфонов и планшетов сотрудников пожарной охраны, полиции и спасателей в условиях чрезвычайного положения для ведения поисково- спасательных операций. Дрон будет являться некой последней милей", то есть ретранслятором канала связи, который соединяет последний сетевой узел провайдера и конечное оборудование клиента.
Преимуществами такого проекта будут являться:
скорость развертывания услуг связи на базе дронов намного выше, чем строительство традиционной инфраструктуры. Это особенно актуально в
моменты возникновения чрезвычайных ситуаций и при временном проведении специальных мероприятий на открытом пространстве, которые ограничены во времени, к примеру военные учения;
Целью исследования в моей выпускной квалификационной работе является проработка проекта Беспилотного Летательного Аппарата для организации мобильной сети связи, а также выявление надёжности методов организации сети интернет.
Управлять БПЛА можно с помощью сети сотовой связи, однако данный метод является не самым надежным каналом в настоящее время. Большинство антенн сотовой связи наклонены вниз, к тому же в сетях встречаются "дыры" в покрытии, что может приводить к неожиданной потере управления и связанной потере дрона. Но для использования возможно это самый перспективный канал, если установить на канал управления шифрованием, иначе есть немалая вероятность того, что кто-то может перехватить управление дроном.
К основные задачам реализации проекта относится: выбор мобильной базовой станции (МБС) и БПЛА, которые удовлетворяют необходимым требованиям (стоимость затрат на оборудование, время полета, максимальная нагрузка), оценить безопасность полёта над гражданскими объектами, рассчитать зону радиопокрытия, оценить эффект Доплера (для перемещения по заданному маршруту), использование метода Окамуры - Хата (расчёта зоны покрытия базовой станции), и чтобы частоты не пересекались, не мешали друг - другу нужно оценить влияние беспроводной сети передачи данных на управление летательного аппарата.
Для решения всех задач, немаловажен будет алгоритм распознавания, слежения за подвижными объектами, и быстрые алгоритмы обработки данных.
Но несмотря на очевидные перспективы и выгоды использования БПЛА для решения многих задач, существует проблема застоя в области разработки инженерных решений по автоматизации процессов на сегодняшний день - это отсутствие нормативно-правовых
актов, регламентирующих правила использования БПЛА в воздушном пространстве в городских условиях.
Регламент Федерального агентства воздушного транспорта России не позволяет дронам подниматься более чем на 121 м, поэтому обозначенная высота станет вынужденным техническим ограничением. Кроме того, беспилотникам разрешены полёты только в светлое время суток, что не позволит обеспечивать круглосуточное покрытие.
В качестве примера по решению задачи организации мобильной сети, можно привести дрон Flying COW, который обеспечивает связь от AT&T во время урагана Мария, прошедшего в 2017 году над Пуэрто-Рико. Это первый случай, когда LTE-покрытие было успешно развернуто на беспилотном летательном аппарате для подключения жителей островного государства Пуэрто-Рико после катастрофы.
Но приведённый выше пример организации мобильной сети связи не всегда будет универсален, так как не имеет бортовых аккумуляторов, а питание получает по подведённому с земли электрическому кабелю, что делает такую инновацию - своего рода "воздушным шаром", способным находиться только в статическом положении над заданной территорией. В скором будущем использование аккумуляторных батарей будет сокращаться, на смену им придут гибридные энергоустановки, которые существенно могут улучшить функционал для дронов поднимающих большой груз.
Для решения этих ограничений операторам мобильной связи необходимо получить специальное разрешение на использование LTE-дронов ночью и организовать дежурный персонал, пребывание которого на месте полётов является обязательным
К преимуществам мобильной базовой станции от передвижной базовой станции можно отнести то, что у передвижной станции большой размер, и применяется она по большей части только там, где есть автодороги, также и дороговизна всей конструкции, отсюда следует вывод - не универсальность применения.
Для организации мобильной сети связи выбирается как правило БПЛА самолётного типа, так как он сможет поднять достаточно полезного груза и передвигаться по заданному маршруту. На борту устанавливается МБС, передающая и принимающая сигнал на наземные приёмники и передатчики - охватывающие зону покрытия.
Однако, явной проблемой может является то, что передвигаясь по заданному маршруту, у такого БПЛА самолётного типа могут возникнуть неполадки в виде отклонения от заданного пути. А для решения данной задачи необходим специалист, постоянно наблюдающий за состоянием летательного аппарата, и в случае отклонения от маршрута, с помощью специальных программ вернуть его обратно, либо отправить на посадку в безопасное место для исправления неполадок с земли.
И при необходимости такой БПЛА не сможет занять статистическое положение, как это может сделать квадрокоптер (дрон) с установленным на нем ретранслятором сигнала сотовой связи. Поднявшись на высоту в 100 метров, дрон формирует покрытие сети сотовой связи площадью до 10 км. Бортовые аккумуляторы позволяют ему находиться в воздухе, обеспечивая сотовое покрытие LTE вплоть
до 2 часов.
Существует ряд задач, которые легко можно решить и упростить используя дрон, и в следствии открываются перспективы. Можно решать такие задачи, как контроль охотничьих угодьев с помощью датчиков, отслеживать миграцию птиц, рыб и других животных.
Организовывать мобильную сеть связи на основе БПЛА для обеспечения выхода в сеть интернет в местах удалённых от города, где доступ к сети ограничен или сигнал сети низкого качества.
Иногда требуется обеспечить связью какой-то участок местности, где собираются проводить мероприятие на открытом воздухе с большим числом участников, например форум, конференция, или проведение военно-учебных действий. Да и в целом, на случай, если возникнет какая-то чрезвычайная ситуация, у оператора должно быть решение, позволяющее в считанные часы, а лучше за считанные минуты наладить связь.
На планете часто случаются природные катаклизмы, стихийные бедствия, которые разрушают не только жилые дома, но и телеком-инфраструктуру. Поэтому крупнейшие операторы заинтересованы в наличии эффективных решений по восстановлению связи за небольшое время, пусть даже на временной основе. Важно дать возможность нуждающимся в помощи связаться со спасательными службами в то время, пока идут основные аварийно- восстановительные работы. Данное решение поможет оценить масштабы разрушений и позволить получить информацию, необходимую для планирования спасательных работ.
Использовать дроны планируют уже немало
крупных компаний, например, компания Nokia планирует использовать их для инспектирования сотовых вышек, а компания Amazon намеревается доставлять дронами свои посылки. Во многих странах ведутся испытания почтовых дронов.
В России проводится пробная доставка дроном биологических материалов в лабораторию, а компания Мегафон планирует применять дроны для обследования местности при планировании сети, а также для обследования сооружений связи.
Идея моей выпускной квалификационной работы состоит в том, что в случае возникновения чрезвычайной ситуации, когда обычная сотовая связь может перестать работать, оператор оперативно развернёт в зоне чрезвычайных событий мобильную базовую станцию (МБС) 4G-LTE, которая обеспечит работу смартфонов и планшетов сотрудников пожарной охраны, полиции и спасателей в условиях чрезвычайного положения для ведения поисково- спасательных операций. Дрон будет являться некой последней милей", то есть ретранслятором канала связи, который соединяет последний сетевой узел провайдера и конечное оборудование клиента.
Преимуществами такого проекта будут являться:
-
использование дронов для ретрансляции услуг связи в отдаленных районах может быть более дешевым решением, чем строительство традиционной инфраструктуры;
скорость развертывания услуг связи на базе дронов намного выше, чем строительство традиционной инфраструктуры. Это особенно актуально в
моменты возникновения чрезвычайных ситуаций и при временном проведении специальных мероприятий на открытом пространстве, которые ограничены во времени, к примеру военные учения;
-
развертывание услуг связи на базе группировки дронов позволит оказывать услуги связи на любой территории и любой площади, обеспечив услугами связи неподключенных людей либо компании, реализующие проекты в отдалённых районах; -
дроны могут быть запущены в местах, недоступных или рискованных для подвижных базовых станциях (ПБС) на колесах. Например, там, где нет асфальтовых дорог или куда проезд может быть опасен для жизни людей.
Целью исследования в моей выпускной квалификационной работе является проработка проекта Беспилотного Летательного Аппарата для организации мобильной сети связи, а также выявление надёжности методов организации сети интернет.
Управлять БПЛА можно с помощью сети сотовой связи, однако данный метод является не самым надежным каналом в настоящее время. Большинство антенн сотовой связи наклонены вниз, к тому же в сетях встречаются "дыры" в покрытии, что может приводить к неожиданной потере управления и связанной потере дрона. Но для использования возможно это самый перспективный канал, если установить на канал управления шифрованием, иначе есть немалая вероятность того, что кто-то может перехватить управление дроном.
К основные задачам реализации проекта относится: выбор мобильной базовой станции (МБС) и БПЛА, которые удовлетворяют необходимым требованиям (стоимость затрат на оборудование, время полета, максимальная нагрузка), оценить безопасность полёта над гражданскими объектами, рассчитать зону радиопокрытия, оценить эффект Доплера (для перемещения по заданному маршруту), использование метода Окамуры - Хата (расчёта зоны покрытия базовой станции), и чтобы частоты не пересекались, не мешали друг - другу нужно оценить влияние беспроводной сети передачи данных на управление летательного аппарата.
Для решения всех задач, немаловажен будет алгоритм распознавания, слежения за подвижными объектами, и быстрые алгоритмы обработки данных.
Но несмотря на очевидные перспективы и выгоды использования БПЛА для решения многих задач, существует проблема застоя в области разработки инженерных решений по автоматизации процессов на сегодняшний день - это отсутствие нормативно-правовых
актов, регламентирующих правила использования БПЛА в воздушном пространстве в городских условиях.
Регламент Федерального агентства воздушного транспорта России не позволяет дронам подниматься более чем на 121 м, поэтому обозначенная высота станет вынужденным техническим ограничением. Кроме того, беспилотникам разрешены полёты только в светлое время суток, что не позволит обеспечивать круглосуточное покрытие.
В качестве примера по решению задачи организации мобильной сети, можно привести дрон Flying COW, который обеспечивает связь от AT&T во время урагана Мария, прошедшего в 2017 году над Пуэрто-Рико. Это первый случай, когда LTE-покрытие было успешно развернуто на беспилотном летательном аппарате для подключения жителей островного государства Пуэрто-Рико после катастрофы.
Но приведённый выше пример организации мобильной сети связи не всегда будет универсален, так как не имеет бортовых аккумуляторов, а питание получает по подведённому с земли электрическому кабелю, что делает такую инновацию - своего рода "воздушным шаром", способным находиться только в статическом положении над заданной территорией. В скором будущем использование аккумуляторных батарей будет сокращаться, на смену им придут гибридные энергоустановки, которые существенно могут улучшить функционал для дронов поднимающих большой груз.
Для решения этих ограничений операторам мобильной связи необходимо получить специальное разрешение на использование LTE-дронов ночью и организовать дежурный персонал, пребывание которого на месте полётов является обязательным