פיתרון מפתיע יגביר כיסוי הרשת הסלולרית ב-40%

This post is also available in: English (אנגלית)

רוב מערכות התקשורת הקיימות הן בעלות כיסוי שטוח שאינו לוקח בחשבון הבדלי גבהים, וכתוצאה מכך נוצרים "שטחים עיוורים". התקשורת הסלולרית המשמשת תא הטלפונים הניידים מבוססת על שידור מידע דרך גלי רדיו. כדי ליצור רשת הפועלת בצורה חלקה, אזור הכיסוי (לדוגמא: עיר) מחולק ליחידות או תאים חופפים, שבכל אחד מהם פועלת תחנת בסיס נפרדת. התחנות מסוגלות לשדר ולקבל גלי רדיו מטלפונים ניידים. החיסרון העיקרי בשיטה הוא שהשידורים מתחנות הבסיס הם שטוחים (דו-מימדיים). לכן איכות התקשורת משתנה בגבהים שונים.

אך הטסת רחפנים עשויה לפתור בעיה זו. לאחרונה הודגמה פעולה של רשת סלולרית על ידי מתמטיקאים מאוניברסיטת RUDN במוסקווה, שהצליחו ליצור מודל לשימוש בכלי טיס בלתי מאוישים כמשדרים נוספים.

"רחפנים הפכו לכלי מבטיח ליישומים שונים, מהעברת מידע אלחוטי להעברת משלוחים. הם מספקים נקודות גישה מוטסות למשתמשי רשתות סלולריות ומשמשים כמגבירי אותות ניידים. אנחנו עורכים סימולציה של מערכת תקשורת שמשתמשת ברחפנים, תוך לקיחה בחשבון של המאפיינים הרבים של המצב במציאות, כולל מרחקים אקראיים בין עצמי הסימולציה (כמו למשל בין הרחפנים למשתמשים).. השימוש בכלי טיס בלתי מאוישים יגביר את הכיסוי של הרשת הסלולרית בכ-40% ", כך טוען קונסטנטין סמויילוב, ראש המחלקה לאינפורמטיקה יישומית ותיאוריית ההסתברות באוניברסיטת RUDN.

המודל החדש טוען כי הטסת רחפנים תשמש כמקלט-משדר נוסף של גלי רדיו ותכסה אזורים שמעבר לטווח של תחנות הבסיס הרגילות. הדבר ישפר משמעותית את איכות ואמינות השירות.

באמצעות חישובים בגיאומטריה סטוכסטית (תחום בצומת בין גיאומטריה להסתברות), בנו החוקרים מודל תלת-מימדי של רשת סלולרית שמשתמשת בכלי טיס בלתי מאוישים. ההבדל בינם לבין התחנות הנייחות הוא שהרחפנים משתמשים בשידורי גל מילימטרי ישיר עם תדרים רחבים יותר ואנרגיה גבוהה יותר (בשני סדרי גודל).

גלים אלה בטוחים לבני אדם ומספקים הזדמנות להגביר בצורה משמעותית את מהירות העברת הנתונים. זהו גורם נוסף שהופך את המודל ליעיל יותר.

על פי מחברי המחקר, המאפיין העיקרי של המודל התלת-מימדי הוא שהוא לוקח בחשבון את העובדה שהמקלטים-משדרים של הרחפן והמשתמש נמצאים בגבהים שונים. דבר זה מגביר את דיוק החישובים כשמנסים להעירך הפרעות אפשריות. החישובים הראו שהאינטראקציה בין הרחפנים והמשתמש תהיה הכי אפקטיבית אם האות של הרחפן נמצא קרוב לזווית ימנית. במקרה כזה, הוא יפגוש בפחות מכשולים כמו בניינים ואנשים בדרכו, כך לפי phys.org.

המחקר פורסם בכתב העת iEE Transactions on Vehicular Technology.