管理城市空域的5GWM真人

2021年7月28日, 由莱斯利·普洛

自动驾驶飞机的使用增长

在自动系统时代,城市空中交通工具是一个日益增长的趋势. 5G环境将支持城市天空的新时代, 网络基础设施如何保证安全性和性能?

自动空中交通正在兴起. 无人机技术已经被证明在电影和摄影方面很有用,现在正在农业领域崭露头角, 建设, 应急响应, 保险, 石油和天然气, 制造业, 矿业, 和城市规划. 不仅如此, 但更大的无人驾驶飞行器的发展进展很快, 像这样的公司证明了这一点 xwVolocopter. 使用这种无人机(uav) -从个人使用, 程共享, 以及空中出租车的交付和检查,预计将彻底改变旅行和交通.

无人机和5G

而传统的蜂窝网络部署广泛且安全, 如果没有重大升级,它们将无法支持自动无人机的无缝连接和远程需求. 为一个, 为二维地面用途设计的天线和信道无法覆盖在三维空间中移动的无人机. 为另一个, 在更高的高度操作的无人机需要同时下行到多个基站, 当前哪些蜂窝协议不支持.

5G 该网络提供了飞机在城市空中环境中操作所需的性能,并为无人机在更高高度和视线之外飞行的覆盖问题提供了解决方案.

  • 它们克服了3D天线和通道的局限性,以及传统蜂窝网络固有的多个下行链路.
  • 他们可以提供稳定和快速的传输速度,高达 10英镑/秒. 对于信任自治系统的实时响应能力,高速和低延迟是至关重要的. 最近的无人机测试表明 40% 通过使用独立的5G网络来改善延迟.
  • 它们提供强大而深远的连接,整个无人机编队都可以使用 网络分段 建立明确的, 即使在密集的环境中也有专用信号, 消除对下行信号堵塞或过载的担忧.

无人机广泛部署面临的挑战

用于无人机在密集的城市空域进行大容量操作, 技术上的挑战和安全方面的担忧是大量且关键的. 在无人机能够在城市地区安全运行之前,有几个因素需要解决.

技术挑战

用于控制无人机的通信网络应具有足够的能力,以充分服务于预期在城市环境中操作的大量和高密度的飞机. 需要优化飞行模式,以确保最大的网络覆盖,同时避开禁区. 除了禁飞区, 无人机操作员和当局也需要意识到有减少的地区, 暂时不可用, 或根本不存在连接.

比如无线电信号的强度, 带宽, 延迟, 无源雷达, 米姆, 在开发和部署有效的5G空气管理网络时,必须考虑波束形成. 基础设施还需要允许新型飞行器传感器的使用, 航空电子设备, 和有效载荷.

安全注意事项

就像现在的空中交通管制一样, 无人机操作人员需要跟踪和躲避其他可能共享空域的移动物体.

最重要的安全考虑之一是可能显著降低的网络威胁, 破坏, 或导致通信网络故障. 网络攻击还可以破坏或欺骗敌我识别(IFF)和用于跟踪的GPS位置所使用的飞机身份, 从而危及无人机系统(UAS)的安全运行。交通管理(UTM). 该网络必须至少在无人机安全运行不受威胁的程度上对网络攻击具有弹性.

监管方面的考虑

所有有人驾驶和无人驾驶飞机必须遵守军民规定, 比如避开禁飞区,实施跟踪和识别要求.

实体,如 美国联邦航空局美国国家航空航天局 目前正在为一个有飞行员和没有飞行员的飞机共享同一空域的世界研究空中交通管理网络和程序吗. 然而, 要确信流量管理网络能够提供所需的性能, 解决安全问题, 并符合规定, 它的设计在部署之前必须经过彻底的测试. 另外, 即使部署, 随着网络的发展,需要不断地对其进行评估,以处理不断变化的技术, 交通需求, 和政策, 程序, 法规.

Figure 1. 稠密城市环境中的载人和无人驾驶飞机

WM真人解决方案

WM真人 正在成为一个无价的工具 航空工业 解决上述挑战. UTM系统的网络数字孪生兄弟是有人驾驶和无人驾驶飞机及其飞行路径的虚拟表示, 操控无人机的控制中心, 通信网络支持无人机行动, 以及影响无线通信的地形和天气特征. 也可以包括禁飞区的代表. 网络攻击及其对通信的影响也可以建模. WM真人在UTM系统的整个生命周期中提供多种好处,包括:

  • 一个具有成本效益和方便的平台,用于“大规模”测试UTM系统. 它们提供了一个安全的环境来测试支持无人机操作的网络. 5G网络拓扑结构的影响, 操作参数, 以及由此产生的连接性, 报道, 和延迟无人机操作可以很容易地评估不使用物理资产. 用真正的飞机测试该系统将是非常昂贵和耗时的.
  • 真实的操作场景,可以真实地表示在WM真人, 提供高成本效益的培训平台. 成千上万小时的经验和培训可以以物理组件系统成本的一小部分实现.
  • 通过帮助确定最有效的网络布局和操作参数,设计最优的5G网络,为无人机操作提供所需的服务.
  • 为评估UTM系统的网络弹性提供一个零风险环境:可以对网络数字孪生发起网络攻击,并在不危及物理资产的情况下研究其对系统运行的影响.
  • 综合测试包括物理因素,如天气和电池损耗.
  • 在部署系统中实现网络技术和替代方案之前,可以评估它们的影响.

Figure 2. 5G UTM的网络数字孪生

WM真人将提高自主飞机所需支持系统的发展速度,同时降低成本. 在实验室中复制不同的环境并运行多个 如果 场景, 提供一个安全的, 非常高效。, 以经济有效的方式评估系统在不同条件下的性能和安全性, 哪些可能包括网络威胁. 因此, 网络数字孪生可以在初始部署前设计最佳通信网络,并在部署后评估业务因素(流量)的变化, 天气, 等.)和不断发展的通信技术影响着运营. 图2显示了一个简单的城市场景,其中规划了5G铁塔位置,可用于评估多个基站的覆盖范围、应用程序吞吐量和延迟 如果 场景.

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