L’architecture hybride des satellites et des réseaux 5G façonne l’avenir de la communication par drones
Les véhicules aériens sans pilote sont intrinsèquement mobiles et, par conséquent, utilisent la transmission sans fil / cellulaire pour échanger des informations avec leur opérateur au sol. Les faire fonctionner en toute sécurité nécessite une liaison de données de commande et de contrôle fiable entre l’opérateur et le drone en vol. Cette liaison devrait fournir la connexion fiable et indispensable pour garantir le contrôle des drones à tout moment, lorsqu’ils opèrent dans l’environnement complexe de l’espace aérien contrôlé. L’hypothèse audacieuse avancée par le projet DroC2om, financé par l’UE, est qu’une liaison de données de commande et de contrôle fiable peut être obtenue en combinant les réseaux cellulaires terrestres (LTE/5G) et satellitaires existants. «L’intégration hybride proposée démontre le meilleur des deux mondes: la faible latence et la large couverture des réseaux cellulaires ainsi que la grande fiabilité et disponibilité des communications par satellite», note le coordinateur du projet, Troels Bundgaard Sørensen. Cette architecture de liaison des données est destinée aux avions sans pilote opérant dans un espace aérien très bas (jusqu’à une hauteur de 500 pieds), dans lequel l’avion est généralement appelé un drone.
Promouvoir le concept d’exploitation de U-space
Les drones sont une technologie émergente dans le monde de l’aviation. Ils apportent de l’innovation, de nouveaux services pour les citoyens, de nouveaux modèles d’entreprise et un énorme potentiel de croissance économique qui créera de la valeur et du bien-être pour la société. Garantir que les drones puissent partager l’espace aérien en toute sécurité sans constituer une menace pour les avions pilotés est une vision majeure de U-space. U-space vise à mettre en place un ensemble de nouveaux services reposant sur une numérisation et une automatisation de haut niveau des fonctions et des procédures spécifiques qui facilitent un accès sûr, efficace et sécurisé à l’espace aérien pour un grand nombre de drones, avec un premier regard sur les opérations de très bas niveau. «La capacité à échanger de manière fiable des informations de commandement et de contrôle sur une liaison de données est cruciale pour plusieurs de ces fonctions et procédures», note Troels Bundgaard Sørensen. «L’architecture hybride combinant les réseaux cellulaires et satellitaires garantit des opérations fiables et sûres pour les drones utilisant les services de U-space.»
Les défis de la connectivité sans fil dans les zones urbaines
Le projet U-space permettra aux opérations complexes de drones de se dérouler dans tous les types d’environnements opérationnels, y compris les zones urbaines. Garantir la disponibilité des liaisons et une certaine qualité de service n’est pas chose facile dans ces zones. «Dans cet environnement encombré, les réseaux cellulaires terrestres et satellitaires doivent relever des défis. La technologie satellitaire peut fournir une bonne couverture, mais le principal inconvénient est la forte latence des communications. Les réseaux mobiles terrestres ont une faible latence et un débit élevé, mais posent le problème du partage des ressources entre les différentes stations de base d’une zone: étant donné que le drone a des trajets en visibilité directe vers de nombreuses stations de base qui ne sont pas en service et qui partagent les mêmes ressources radio, il devient sensible aux interférences», explique Troels Bundgaard Sørensen. Grâce à des campagnes de mesure, le projet a produit de nouveaux modèles sur le comportement du canal de propagation entre les drones et les stations de base cellulaires. Le projet a publié plusieurs résultats sur l’atténuation des interférences cellulaires dans des articles scientifiques. Les chercheurs qui cherchent à assurer une liaison de données de commande et de contrôle de grande capacité dans des réseaux cellulaires très chargés ont également étudié plusieurs solutions de complexité faible à modérée, notamment la connectivité multiliaison et la commutation des faisceaux d’antenne. «Ces améliorations de la connectivité peuvent principalement être mises en œuvre sans modifier les systèmes cellulaires existants. Si des changements sont nécessaires, ils seront limités à l’aspect drone, assurant ainsi un déploiement rapide des services de U-space», conclut Troels Bundgaard Sørensen.
Mots‑clés
DroC2om, drone, réseau satellitaire U-space, liaison de données de commande et de contrôle, réseau cellulaire, 5G, interférences, station de base cellulaire
