Попался мне в руки некий обобщенный материал, написанный некогда будучи бакалавром радио техническим факультетом (РТФ) в родном КПИ. В принципе, это обобщенная версия использования дронов в построении мобильных сетей. Внизу прилагается список литературы, и кому будет интересно, могут углубиться в изучение вопроса. А это, для общего развития.

В общем дальше не мое, но думаю что будет интересно. По крайней мере, мне дало нечто новое.

 За последние десятилетия мобильные сети значительно эволюционировали от сетей первого поколения, которые предлагают только голосовые услуги, к нынешнему четвертому поколению, в котором также предоставляются высокоскоростные услуги передачи данных. Число пользователей мобильных сетей также значительно возросло, так как 50% населения мира живет в городах, где мобильные сети плотно развернуты, и достигает 80% в развитых странах. Число устройств, подключенных к мобильным сетям, будет продолжать расти с введением устройств IoT и новых устройств связи, достигнув к 2021 году до 25 млрд взаимосвязанных устройств. Итак, очень важно, чтобы связь была быстрой, надежной и доступной как можно большему количеству людей, особенно для перехода к сети 5G и ее дальнейшего развертывания. Через эти требования будущие сети беспроводной связи в городах столкнутся с высокой плотностью радиолиний. Кроме того, важно иметь в виду, что распространение сигналов в городских условиях является сложной задачей. Городские мобильные сети сложно планировать, так как количество сот больше, чем в сельской местности, а также через препятствия. Таким образом, потребуется интеллектуальное управление мобильной инфраструктурой, чтобы справляться с будущими потребностями в трафике. Однако развертывание фиксированных станций не всегда является оптимальным решением, поскольку в некоторых случаях высокая плотность трафика может быть временной, с такой малой длительностью, планирования, проектирования, развертывания и обслуживания новой фиксированной БС займет больше времени, чем само событие. Авторы описывают в общих чертах некоторые из этих сценариев, такие как промышленные зоны, спортивные стадионы и университеты, где спрос на трафик концентрируется в течение определенного периода, а затем пользователи оставляют этот район толпами. Они также рассматривают возможность развертывания FlyRAN для увеличения пропускной способности в пробках.

В последние годы исследования сотовых сетей с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) значительно расширились. Сотовые сети с БПЛА — это сети, в которых летательные аппараты используются в качестве платформ, в которые встроены легкие мобильные базовые станции. Использование беспилотных летательных аппаратов в сотовых сетях является многообещающим решением как для сельских, так и для городских условий, и их можно использовать в чрезвычайных ситуациях для резервной сети. Несколько исследований и разработок в настоящее время сосредоточены на обоих случаях.

В типичной сети с БПЛА некоторым пользователям предоставляется обслуживание с помощью воздушных базовых станций, тогда как другим — с помощью фиксированных базовых станций. В этом типе сценария рассматриваются три основных радиоканала: между базовыми станциями, фиксированными или воздушными и пользователями между воздушными БС и между воздушными БС и базовой сетью, который может быть реализован с помощью выделенной радиосвязи, или с использованием радиореле.

Благодаря внедрению воздушных базовых станций увеличивается зона покрытия сотовой связи, а также пропускная способность, предлагаемая пользователям. Последний факт является следствием сокращения трафика фиксированных базовых станций, так как некоторые пользователи отправляют свой трафик через воздушные базовые станции. Для этих сетей обычно рассматриваются два основных сценария:

— Разгрузка трафика в перегруженных сетях воздушными базовыми станциями, которые могут быть быстро развернуты для перенаправления части трафика;

— Предоставление услуг в районах, где фиксированные базовые станции были повреждены, например, после стихийного бедствия.

Был смоделирован и протестирован сценарий, где предлагается использовать кластер воздушных базовых станций для дополнения существующей фиксированной инфраструктуры LTE / LTE-A. На рисунке показано на сколько увеличится пропускная способность сети при вводе 3-х дронов.

Для этого был разработан и протестирован алгоритм позиционирования БПЛА. Рассмотрены сценарии динамические, пользователи могут перемещаться в пределах определенной области. Таким образом, этот алгоритм позиционирования выполняется с периодичностью, чтобы найти оптимальное положение в соответствии с изменением положения пользователей. Потребление энергии и пропускная способность сети используются в качестве основных параметров оптимизации, пытаясь найти компромисс между ними. Однако, эти параметры нельзя оптимизировать с одинаковым приоритетом, поэтому вводятся весовые коэффициенты, чтобы определить, какой из них является основным параметром оптимизации. Предлагаемая энергетическая модель для системы учитывает основную нагрузку, которая происходит на серверах, где будет выполняться основной код чтобы уменьшить потребление энергии дронами.

Поэтому можно увидеть, что внедрение воздушных базовых станций может быть весьма полезным благодаря увеличению предлагаемой пропускной способности, что приводит к улучшению качества обслуживания.