Satelliti ibridi e architettura di rete 5G modellano il futuro della comunicazione mediante droni
I velivoli telecomandati sono intrinsecamente mobili, pertanto utilizzano una trasmissione wireless/cellulare per scambiare informazioni con il loro operatore a terra. Un funzionamento sicuro presuppone una connessione dati di comando e controllo affidabile tra l’operatore e il drone in volo. La connessione dovrebbe garantire un collegamento affidabile, requisito indispensabile affinché i droni siano sotto controllo in ogni momento mentre operano in un ambiente complesso come lo spazio aereo controllato. L’ambiziosa ipotesi promossa dal progetto DroC2om, finanziato dall’UE, sostiene che una connessione dati di comando e controllo affidabile possa essere ottenuta combinando le attuali reti cellulari terrestri (LTE/5G) e satellitari. «L’integrazione ibrida proposta offre il meglio dei due mondi: la scarsa latenza e l’ampia copertura delle reti cellulari da un lato, e l’alta affidabilità e disponibilità delle comunicazioni satellitari dall’altro», sottolinea Troels Bundgaard Sørensen, coordinatore del progetto. Questa architettura di connessione dati è destinata ai velivoli telecomandati che operano in uno spazio aereo molto basso (fino a un’altezza di circa 150 metri), dove per velivoli si intendono generalmente i droni.
Promuovere il concetto di operazioni nell’U-space
I droni rappresentano una tecnologia emergente nel mondo dell’aviazione. Essi portano innovazione, nuovi servizi per i cittadini, modelli aziendali innovativi e un potenziale enorme per la crescita economica, che produrrà valore e benessere per la società. Fare in modo che i droni possano condividere lo spazio aereo in modo sicuro senza rappresentare una minaccia per i velivoli con pilota è un obiettivo primario dell’U-space. L’U-space mira a implementare una serie di nuovi servizi mediante digitalizzazione di alto livello e automazione di funzioni e procedure specifiche in grado di promuovere un accesso sicuro, efficiente e protetto allo spazio aereo da parte di un ampio numero di droni, a partire dalle operazioni di bassissimo livello. «La capacità di scambiare informazioni di comando e controllo in modo affidabile attraverso una connessione dati è fondamentale per molte di queste funzioni e procedure», sostiene Sørensen. «L’architettura ibrida, nata dalla combinazione di reti cellulari e satellitari, garantisce operazioni affidabili e sicure per i droni che utilizzano servizi di U-space».
Le sfide della connettività wireless nelle aree urbane
L’U-space renderà possibile lo svolgimento di operazioni complesse mediante droni in ogni tipo di ambiente operativo, incluse le aree urbane. Garantire la disponibilità di connessione e una certa qualità del servizio non è un’impresa facile in alcune aree. «Sia le reti cellulari terrestri sia quelle satellitari si trovano ad affrontare delle sfide in questo ambiente congestionato. La tecnologia satellitare offre una buona copertura, tuttavia l’inconveniente principale è l’elevata latenza a livello di comunicazione. Le reti cellulari terrestri hanno una bassa latenza e ampia portata, ma pongono la sfida della condivisione di risorse tra diverse stazioni cellulari base in una determinata area: poiché il drone segue un cammino ottico verso molte stazioni base non serventi che condividono le stesse risorse radio, esso diventa suscettibile alle interferenze» , spiega Sørensen. Attraverso campagne di misurazione, il progetto ha creato nuovi modelli sul comportamento del canale di propagazione tra droni e stazioni cellulari base. Nell’ambito del progetto sono state pubblicate in articoli scientifici numerose scoperte sulla mitigazione dell’interferenza cellulare. Con l’obiettivo di garantire una connessione dati di comando e controllo di elevata capacità nelle reti cellulari a traffico intenso, i ricercatori hanno inoltre vagliato diverse soluzioni con complessità da bassa a moderata, tra cui la connettività multi-link e la commutazione del fascio delle antenne. «In primo luogo, questi miglioramenti della connettività possono essere apportati senza modificare i sistemi cellulari esistenti. Eventuali cambiamenti riguarderanno solo i droni, garantendo così una rapida attuazione dei servizi U-space», conclude Sørensen.
Parole chiave
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