Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Катарского университета и филиала Техасского университета A&M в Катаре разработали схему передачи энергии и данных на беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которая позволит эффективно использовать дроны в сетях связи нового поколения 5G.

 

Схема работы

Международный проект Self-Energised UAV-assisted Communications for 5G Wireless Networks возглавляет профессор научно-образовательного центра «Автоматизация и информационные технологии» ТПУ Налин Джаякоди. По его словам, одной из ключевых проблем в сфере телекоммуникаций и создания сетей нового поколения является энергоэффективность. Участники научного коллектива исследуют возможности использования беспилотников для обеспечения беспроводной связи. В частности, разработан алгоритм оптимизации профиля траектории полета БПЛА на дальние расстояния, обеспечивающий постоянный сбор энергии и передачу информации.

«Ограничения в подаче энергии влияют на производительность и эффективность системы. Для решения этой проблемы необходимо оптимизировать управление подачей энергии на БПЛА, чтобы ограничения источника питания не сокращали длительность полета аппарата. Традиционные механизмы сбора энергии солнца и ветра могут приводить к существенному увеличению веса БПЛА из-за установки дополнительного блока»,

— поясняют ученые.

Идея, которую предложили политехники, состоит в унификации системы управления энергией на основе беспроводной передачи (WPT), одновременной беспроводной передачи информации и энергии (SWIPT) и схем сбора энергии самоинтерференции в системах связи с полнодуплексным режимом (full duplex). Беспилотники используются в качестве вспомогательного канала связи для приема и передачи данных мобильным пользователям в режиме full duplex. Радиочастотный механизм сбора энергии предлагает современное решение проблемы ограничения источника питания БПЛА. Для снижения вероятности перебоев и повышения энергоэффективности беспилотника исследователи оптимизировали чувствительность и передаваемую мощность аппарата.

«Беспилотные летательные аппараты активно рассматриваются как технология для обеспечения 5G и выступают в качестве промежуточного приемопередающего модуля для бесперебойной связи  высокого качества. По сравнению с полудуплексным каналом полнодуплексная связь интенсивно использует спектральные ресурсы, увеличивая пропускную способность сети. Предложенная нами коммуникационная схема на БПЛА работает в полнодуплексном режиме, что значительно улучшает работу системы в целом», — говорит Налин Джаякоди.

Участник проектной группы, инженер-исследователь отделения информационных технологий ТПУ Таринду Перера добавляет, что вопрос коммуникации между двумя отдаленными мобильными узлами — это новое перспективное направление, которое стало возможным благодаря интернету вещей. БПЛА и станции воздушного базирования (ABSs) с недавнего времени стали областью особого внимания инженеров и исследователей из-за увеличивающейся потребности пользователей в высокой скорости передачи данных. ABSs необходимы при обслуживании любого рода массовых мероприятиях, где большим группам людей требуется высокоскоростная передача данных.

«Кроме того, низкая стоимость, гибкость в использовании и высокая степень мобильности — все это преимущества систем на БПЛА по сравнению со стационарными наземными базовыми станциями. Все это способствует использованию БПЛА в беспроводных системах коммуникаций для надежного обеспечения мероприятий в сфере управления катастрофами, общественной безопасности, спасательных операций и других», — подчеркивает молодой ученый.

Исследование поддержано индийским фондом SPARC, Министерством развития гуманитарных ресурсов Индии, Национальным исследовательским фондом Катара и программой повышения конкурентоспособности ТПУ.

Источники

Ученые ТПУ и Катара предлагают схему использования дронов для сетей 5G
Поиск (poisknews.ru), 20/05/2020
Ученые ТПУ и Катара предлагают схему использования дронов для сетей 5G
Robogeek.ru, 20/05/2020
Ученые России и Катара предлагают схему использования дронов для сетей 5G |
Информационный бизнес-портал (ur-library.info), 20/05/2020
Для сетей связи 5G могут начать начать использовать беспилотники
Индустрия безопасности (securitymedia.ru), 20/05/2020
Для сетей связи 5G могут начать начать использовать беспилотники
Seldon.News (news.myseldon.com), 20/05/2020
Ученые научили дроны "раздавать" 5G и заряжаться во время полета
News2 (news2.ru), 20/05/2020
Ученые России и Катара предлагают схему использования дронов для сетей 5G
Новые Известия (newizv.ru), 20/05/2020
Ученые России и Катара предлагают схему использования дронов для сетей 5G
Seldon.News (news.myseldon.com), 20/05/2020
Томские ученые предложили использовать дроны для сетей 5G
Российская газета. СФО (rg.ru), 20/05/2020
Томские ученые предложили использовать дроны для сетей 5G
Seldon.News (news.myseldon.com), 20/05/2020
Ученые РФ и Катара научили дроны "раздавать" 5G и заряжать аккумуляторы во время полета
Национальные проекты: будущее России (futurerussia.gov.ru), 20/05/2020
Ученые научили дроны "раздавать" 5G и заряжаться во время полета
Seldon.News (news.myseldon.com), 20/05/2020
Ученые ТПУ и Катара предложили схему использования дронов для сетей 5G
News-Life (news-life.pro), 20/05/2020
Ученые ТПУ и Катара предложили схему использования дронов для сетей 5G
РИА Томск (riatomsk.ru), 20/05/2020
Ученые ТПУ и Катара предлагают схему использования дронов для сетей 5G
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 20/05/2020

Похожие новости

  • 10/02/2020

    Научные направления ТГАСУ – в мировом тренде

    ​ТГАСУ – один из лучших архитектурно-строительных университетов в России и сильнейший проектный, научно-исследовательский и экспертный центр с уникальными интеллектуальными и техническими ресурсами. Вуз готовит не только качественных специалистов-практиков, но и выдающиеся научные кадры.
    295
  • 31/10/2019

    АЛРОСА и ТГУ разработают новые технологии разведки и добычи алмазов

    ​​Томский государственный университет и компания АЛРОСА определили ряд перспективных направлений научного и инновационного сотрудничества. Договоренность была достигнута на форуме промышленных партнеров PromSkills, проходившем в ТГУ.
    374
  • 06/05/2019

    Биологи ТГУ создадут стартап на территории Евросоюза

    ​Технология «Аэрощуп», разработанная БИ ТГУ для очистки донных отложений нефтезагрязненных водоемов, готова к выходу на европейский рынок.  В апреле 2019 года Биологический институт принял участие в конференции Deep Tech Atelier в Риге (Латвия), где состоялись переговоры с руководством реактора коммерциализации.
    686
  • 14/10/2019

    Аспирант ТПУ испытает в Китае диагностику материалов при облучении

    Молодой ученый Томского политехнического университета (ТПУ) Артем Прима проведет в Даляньском технологическом университете (Dalian university of technology (DUT), Китай) серию экспериментов для разработки диагностики радиационных дефектов материалов для космической и атомной отраслей в условиях интенсивного облучения.
    290
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    2139
  • 26/06/2019

    Без «Окон» и Back Door

    ​Одна из приоритетных задач в построении «цифровой экономики» — сделать ее независимой и защищенной. Серьезный шаг в усилении промышленной безопасности сделала объединенная команда компании ЭлеСи и ученых Томского госуниверситета.
    561
  • 02/07/2019

    Более ста ведущих ученых из России, Китая и Германии собрала конференция ТПУ по инновациям в неразрушающем контроле

    ​В Екатеринбурге состоялась V Международная конференция по инновациям в неразрушающем контроле SibTest. Она собрала более ста ведущих специалистов отрасли из городов России, Казахстана, Германии и Китая.
    894
  • 02/04/2018

    Ученые ТГУ исследовали экосистемы на побережье Египта

    ​Ученые Биологического института Томского государственного университета (БИ ТГУ) завершили третий этап исследования экосистем в районе будущей атомной станции "Эль Дабаа" в Египте, которая является одним из крупнейших зарубежных проектов госкорпорации "Росатом", сообщается на странице Сибирского химического комбината (СХК, "дочка" ГК "Росатом") в соцсети Facebook.
    937
  • 09/09/2016

    Разработки томичей заинтересовали Airbus Safran Launchers

    ​Представители компании Airbus Safran Launchers - лидера европейской космической промышленности заинтересовались технологиями и наработками сибирских ученых, сообщает пресс-служба Томского государственного университета.
    2113
  • 29/01/2018

    3D – принтеры для печати сердца будут стоять в каждой клинике

    ​Аортальный стеноз, коарктация аорты, транспозиция магистральных сосудов, тотальная аномалия впадения легочных вен, тетрада Фалло — в современной медицине насчитываются десятки видов пороков сердца, которые бывают как врожденными, так и приобретенными.
    2150