W dzisiejszej szybko rozwijającej się erze inteligencji i autonomii systemy bezzałogowe (takie jak UAV, UGV i USV) stały się istotną siłą w obronie narodowej, reagowaniu kryzysowym, przemyśle i badaniach naukowych. Aby zapewnić współpracę wielu maszyn, zdalne sterowanie i transmisję danych w czasie rzeczywistym, podstawą systemu jest bezprzewodowe łącze komunikacyjne. Jedną z najbardziej reprezentatywnych technologii w tej dziedzinie jestBezprzewodowa sieć Ad-Hoc (WANET).

Bezprzewodowa sieć ad-hoc to rozproszona architektura sieci bezprzewodowej, która nie wymaga stałej stacji bazowej ani węzła centralnego. Wszystkie węzły mogą jednocześnie działać jako terminale i przekaźniki, zapewniając automatyczne przekazywanie informacji i dynamiczne połączenie dzięki technologii routingu wieloskokowego. Innymi słowy, sieć może automatycznie tworzyć, utrzymywać i naprawiać ścieżki komunikacyjne w oparciu o dodawanie, przemieszczanie lub rozłączanie węzłów, charakteryzując się niezwykle wysoką elastycznością i odpornością.

Ta cecha „samoorganizacji i samonaprawy” sprawia, że ​​idealnie nadaje się do stosowania w złożonych, nieznanych lub pozbawionych infrastruktury środowiskach dla systemów bezzałogowych, takich jak misje taktyczne, pomoc w przypadku katastrof, monitorowanie lasów i patrole graniczne.

W operacjach roju UAV lub misjach przemysłowych tradycyjne łącza punkt-punkt często nie są w stanie sprostać dynamicznym wymaganiom komunikacyjnym w złożonych środowiskach. Bezprzewodowe sieci ad hoc osiągają „komunikację roju” dzięki współpracy wielu węzłów, oferując następujące znaczące korzyści:

Wspólna kontrola wielu UAV: ​​Każdy UAV może działać jako węzeł, udostępniając lokalizację, prędkość i dane misji w czasie rzeczywistym za pośrednictwem sieci Ad Hoc, umożliwiając lot w formacji i koordynację misji.

Transmisja na duże odległości i bez linii wzroku (NLOS): dane mogą być automatycznie przekazywane za pośrednictwem przekaźników wieloskokowych, co pozwala na utrzymanie stabilnej komunikacji nawet wtedy, gdy niektóre UAV znajdują się za przeszkodami.

Wysoka niezawodność i odporność na zakłócenia: Dzięki mechanizmom dynamicznego routingu i przeskoku częstotliwości sieć automatycznie wybiera optymalną ścieżkę w środowiskach zakłócających, zapewniając nieprzerwane sygnały poleceń i wideo.

Szybkie wdrożenie i samonaprawa: gdy węzeł przejdzie w tryb offline lub ulegnie uszkodzeniu, sieć automatycznie rekonstruuje ścieżkę, zapewniając nieprzerwaną komunikację.

W zastosowaniach praktycznych i przemysłowych, takich jak poszukiwanie i ratownictwo po katastrofach, mapowanie terenu, zapobieganie pożarom lasów i inspekcja linii energetycznych, sieci Ad Hoc stały się niezbędnym wsparciem komunikacyjnym dla systemów wielu UAV.

UGV są używane głównie do patroli miejskich, operacji górniczych, rozpoznania pola bitwy i operacji specjalnych. Scenariusze te często obejmują poważne zakłócenia sygnału i złożone środowiska, co sprawia, że ​​tradycyjna komunikacja przez stację bazową jest nieskuteczna. Bezprzewodowe sieci ad hoc umożliwiają UGV utworzenie na ziemi sieci komunikacyjnej przypominającej siatkę:

Możliwa jest wymiana danych między pojazdami z niskimi opóźnieniami, co wspiera wspólne unikanie przeszkód, planowanie trasy i kontrolę w czasie rzeczywistym.

Transmisja na duże odległości między pojazdami a centrum dowodzenia odbywa się za pomocą przekaźników wieloprzeskokowych, utrzymując komunikację nawet wtedy, gdy budynki utrudniają połączenie między centrum dowodzenia a pojazdem docelowym.

Synchroniczna transmisja danych wideo i telemetrycznych: szerokopasmowa sieć ad hoc może jednocześnie przesyłać sygnały wideo i sterujące w wysokiej rozdzielczości, zapewniając stabilne połączenie dla bezzałogowej jazdy i zdalnej obsługi.

Obecnie wysokowydajne produkty bezprzewodowych sieci ad hoc (takie jak seria IWAVE FDM) łączą technologię sieci radiowej definiowanej programowo (SDR) i technologię samonaprawy sieci Mesh, aby uzyskać większą przepustowość (100 Mb/s+), mniejsze opóźnienia (<20 ms) i lepszą wydajność NLOS.

Konwergencja tych technologii umożliwia komunikację w systemach bezzałogowych przejście od „sterowania jedną maszyną” do „inteligencji roju”, osiągając prawdziwie rozproszoną inteligentną współpracę.

W przyszłości, czy to w miejskiej komunikacji ratunkowej, wojskowych sieciach rozpoznawczych, rojach robotów przemysłowych i inteligentnej logistyce, technologia bezprzewodowych sieci ad hoc stanie się jednym z podstawowych standardów komunikacji dla systemów bezzałogowych.

Dzięki autonomicznej sieci, samonaprawie i zdecentralizowanej charakterystyce bezprzewodowe sieci ad hoc zapewniają bezpieczne, wydajne i niezawodne rozwiązania komunikacyjne dla dronów, pojazdów bezzałogowych i innych systemów autonomicznych. Dzięki dalszej integracji algorytmów 5G, SDR i AI sieci Ad-Hoc będą odgrywać jeszcze ważniejszą rolę w przyszłej komunikacji roju bezzałogowego.

Zaawansowane moduły łącza bezprzewodowego, takie jakFDM-6825PTM reprezentują ten trend, kładąc solidny fundament pod przyszłe inteligentne bezzałogowe sieci komunikacyjne.