Matematikere foreslår at forbedre mobilnetværksdækningen ved at bruge UAV'er

RUDN Universitetets matematikere har simuleret arbejdet i et mobilnetværk og modelleret brugen af ​​ubemandede luftfartøjer som ekstra sendere. De fleste af de tilgængelige kommunikationssystemer har flad dækning og tager ikke højde for forskellen i højden, hvilket resulterer i fremkomsten af ​​de såkaldte "blinde" zoner. Flyvende droner kunne løse dette problem. Værket er publiceret i tidsskriftet IEEE-transaktioner på køretøjsteknologi .

"Droner er blevet et lovende værktøj til en række applikationer - fra trådløs informationsoverførsel til levering af varer. De er af interesse som flyvende adgangspunkter for mobilnetværksbrugere, og som mobile signalforstærkere. Vi simulerer et kommunikationssystem ved hjælp af droner, under hensyntagen til mange træk ved den virkelige situation, inklusive tilfældige afstande mellem simuleringsobjekter (fra droner til brugere, for eksempel). Vi modellerer systemet i tre dimensioner, dvs. i 3D-format, hvilket markant forbedrer nøjagtigheden af ​​modellering i sammenligning med de kendte modeller. Selve tilgangen - brugen af ​​ubemandede luftfartøjer - vil øge dækningen af ​​det cellulære netværk med omkring 40 procent, " siger Konstantin Samuylov, leder af afdelingen for anvendt informatik og sandsynlighedsteori, RUDN Universitet.

Mobilkommunikation, som bruges af mobiltelefoner, er baseret på transmission af information via radiobølger. For at skabe et problemfrit netværk, dækningsområdet (f.eks. en by) er opdelt i overlappende enheder, eller celler, og en separat basestation fungerer i hver af dem. Disse stationer er i stand til både at sende og modtage radiobølger fra mobiltelefoner. Den største ulempe er, at emissionerne fra basestationerne er flade (todimensionelle). Derfor varierer kvaliteten af ​​kommunikationen i forskellige højder. Matematikere præsenterede en model, hvor flyvende ubemandede droner ville tjene som ekstra modtagere-sendere af radiobølger og dække områder uden for rækkevidde af konventionelle basestationer. Dette vil forbedre kvaliteten og pålideligheden af ​​tjenesten markant.

Anvendelse af beregninger af stokastisk geometri (en disciplin i krydsfeltet mellem geometri og sandsynlighedsteori), forskerne byggede en tredimensionel model af et mobilnetværk, der bruger ubemandede luftfartøjer. De adskiller sig fra stationære basestationer, fordi de bruger retningsbestemte millimeterbølgeemissioner med bredere frekvenser og højere energi (med to størrelsesordener). Sådanne bølger er sikre for mennesker og giver mulighed for at øge dataoverførselshastigheden markant. Dette er en anden faktor, der gør brugen af ​​ubemandede luftfartøjer effektiv.

Som forfatterne af papiret bemærker, hovedtræk ved 3-D-modellen er, at den tager højde for, at dronens og brugerens modtager-sendere er i forskellige højder. Dette øger nøjagtigheden af ​​beregningerne ved estimering af mulig interferens. Beregningerne viste, at interaktionen mellem dronerne og brugeren ville være mest effektiv, hvis signalet fra UAV'en er tæt på en ret vinkel. I dette tilfælde, den møder færre forhindringer i form af bygninger og mennesker på vej.

Forskningen blev udført af ansatte og studerende på RUDN Universitet sammen med kolleger fra Tampere Teknologiske Universitet (Finland).