Acompanhar a demanda sem fio é um esforço sem fim para provedores de dados, que muitas vezes lutam com hotspots temporários de alto uso que podem ser mal atendidos pela rede de estação base fixa. Drones conectados podem fornecer uma solução flexível e de baixo custo para aumentar temporariamente a capacidade sem fio quando e onde for necessário.
“Hotspots transitórios de tráfego pesado de dados podem ocorrer em eventos como partidas esportivas, shows, conferências e exposições”, disse Osama Bushnaq, ex-Ph.D. estudante da KAUST. “No entanto, o alto custo de implantação de estações base terrestres fixas para atender a tais eventos ocasionais ou periódicos pode não ser garantido. Nessas circunstâncias, os drones poderiam pairar sobre o ponto de acesso para fornecer aos usuários terrestres uma melhor conectividade. A questão para nós era se amarrado ou drones sem amarras seriam melhores. ”
Drones são estações base sem fio potencialmente muito boas porque podem ser colocados próximos ao ponto de acesso de uso e oferecem linha de visão clara e conectividade ideal. Por conta própria, no entanto, eles têm duração limitada da bateria e contam com um bom link sem fio para uma estação terrestre fixa para fornecer a largura de banda necessária para atender ao hotspot.
“Para superar esses desafios, o drone pode ser conectado a um cabo ou tether que fornece uma fonte de alimentação ilimitada e um link de alta capacidade para a rede central”, diz Bushnaq. “A mobilidade do drone amarrado é, no entanto, restrita pelo comprimento do tether e pela localização da estação terrestre. Dadas as vantagens e desvantagens dos drones amarrados e não amarrados, realizamos uma análise comparativa usando um método de cobertura estatística e otimização da localização do drone.”
Bushnaq e seus colegas, incluindo os professores Tareq Al-Naffouri e Mohamed-Slim Alouini, derivaram a probabilidade de cobertura estatística para um usuário em um local aleatório no hotspot usando um novo método de geometria estocástica para explicar o posicionamento relativo do usuário, drone e estação base terrestre.
“Essa análise em si é muito útil para várias situações, como redes ad hoc e comunicações máquina a máquina”, diz Bushnaq.
Os pesquisadores também derivaram uma prova matemática para a localização ideal do drone que fornece cobertura máxima para os usuários dentro do hotspot e realizaram simulações numéricas extensas que mostraram que o sistema de drones amarrados supera os drones não amarrados em situações práticas.
“Na prática, o drone pode voar até a estação de tether mais próxima de um ponto de acesso, conectar-se ao tether e pairar na posição ideal pelo tempo que for necessário”, diz Bushnaq. “O drone então se desprenderia e voaria para outra estação de ancoragem terrestre para servir a outro ponto de acesso.”
O grupo de Al-Naffouri também está explorando outras aplicações para drones com fio. “Eles poderiam ser usados para detectar com precisão drones hostis, onde localizar alvos com precisão é crítico, especialmente em locais altamente sensíveis ou seguros”, disse Al-Naffouri
Publicado em 27/03/2021 13h38
Artigo original:
Estudo original: