Технические науки. Робототехника

к.т.н. Мехтиев А.Д., магистрант Бузяков Р.Р.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Применение беспилотных летательных аппаратов

в сфере телекоммуникаций

Мониторинг сетей телекоммуникаций является одной из важнейших задач для своевременного предотвращения сбоев и потери связи. Современные технологии позволяют следить лишь за ограниченным рядом параметров. Информации о состоянии сети недостаточно, сотовым операторам поступает лишь информация о средней нагрузке на сети и ошибки, поступающие с БС. Разумеется, что по имеющимся данным можно сделать определенные выводы о состоянии и качестве зоны покрытия, однако информации о сети в реальном времени, в определенной зоне покрытия нет.

Одной из технологий мониторинга является применение беспилотных летательных аппаратов, которые уже используются во многих отраслях и имеют большие перспективы.

В условиях постоянного повышения сложности информационных и телекоммуникационных систем надежность телекоммуникационной сети и качество предоставляемых сервисов приобретают особую важность. Современная телекоммуникационная инфраструктура представляет собой сложную гетерогенную сеть, включающую телекоммуникационное, серверное и программное обеспечение различных производителей, работающее в различных стандартах и под управлением различного программного обеспечения.

Целью создания системы мониторинга телекоммуникационной инфраструктуры является выполнение сбора, обработки, хранения и отображения полной информации о состоянии всех компонентов телекоммуникационной и информационной инфраструктуры сети в реальном времени.

Линейная съемка протяженных объектов является хорошей альтернативой патрулированию, так как требует намного меньше времени и финансовых затрат на содержание и обеспечение линейных бригад транспортом. При регулярном мониторинге и создании 3D модели есть возможность создать систему автоматического обнаружения проблемных участков. При мониторинге телекоммуникационных объектов на большом удалении друг от друга создается мониторинговая сеть с несколькими точками запуска и посадки и алгоритм полета, что обеспечивает эффективное наблюдение за всей территорией без необходимости выезжать на место старта и забирать БПЛА после посадки в отдаленной точке. БПЛА вылетает из одной точки сети, пролетает по заранее запрограммированному маршруту и садится в другой точке, где после зарядки или замены аккумуляторов отправляется по тому же маршруту на исходную или следующую точку сети.

Также БПЛА можно применить и для решения следующих задач:

Основные возможности мониторинга GSM сетей при помощи БПЛА:

- слежение за работоспособностью сети;

- контроль состояния и уровень мощности (Rx Level) базовых станций;

- контроль качества (достоверности) передачи речи (Rx Quality Full);

- определение границ сот и проверка хэндовера;

- контроль частотно-территориального плана.

Применение БПЛА для мониторинга GSM сетей позволит проводить драйв тесты в воздухе и при различных скоростях (что также не маловажно при тестировании GSM сетей, ведь зависимость скорости от качества является важным показателем).

Измерения качества сотовых сетей (передача голоса и передача данных тестируются раздельно) проводятся в различных районах страны и в различных условиях: снаружи и внутри помещений, на различных высотах, на дорогах, в общественном транспорте (даже в поездах) и пешеходами. С применением беспилотных летательных аппаратов можно было бы получить намного больше данных, причем намного быстрее.

Все данные, полученные беспилотником, будут привязаны к цифровой карте, после чего можно будет наглядно посмотреть на собранные данные.

Измерения можно проводить сразу же для нескольких операторов, после чего сравнивать полученные данные и делать выводы о качестве обслуживания различных операторов в определенных районах.

Наиболее простым БПЛА для решением данных задач является квадрокоптер «Х»-ориентации. Основными элементами квадрокоптера (рисунок 1) являются контроллер полета, бесколлекторные двигатели, электронный регулятор скорости, рама, пропеллеры, аппаратура радиоуправления (передатчик и приемник), аккумулятор, соединительные провода и прочее оборудование (зарядное устройство, камера, крепления и т.д.).

Рисунок 1 – Схема элементов квадрокоптера

Управление мультикоптером осуществляется с пульта управления (передатчик, transmitter, TX), который подает команды радиоприемнику (receiver, RX) (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема принципа работы квадрокоптера

На БПЛА можно установить модули различных беспроводных сетей. На рисунке 3 показан типичный GSM модуль. В основном, GSM обладают небольшими габаритами и малым весом, поэтому установить такое оборудование на БПЛА не составит проблем.

Рисунок 3 – GSM модуль