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Los satélites híbridos y la arquitectura de red 5G dan forma al futuro de la comunicación con drones

Los drones requieren unas redes de datos fiables para realizar operaciones, como de mando y control o de vuelo autónomo. Unos investigadores financiados con fondos europeos demostraron una arquitectura híbrida que combina redes celulares y por satélite que permite pilotar drones comerciales en áreas urbanas de manera rápida y segura.

Economía digital
Seguridad

Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) son intrínsecamente móviles y, por lo tanto, utilizan transmisiones inalámbricas/celulares para intercambiar información con la persona que los maneja en tierra. Una ejecución segura depende de la existencia de un enlace de datos de mando y control entre el operador y el dron en vuelo. El enlace debería ofrecer la tan necesaria conexión fiable para garantizar que los drones están bajo control en todo momento mientras se utilizan en el entorno complejo de un espacio aéreo controlado. La audaz hipótesis propuesta por el proyecto DroC2om, financiado con fondos europeos, es que se puede conseguir un enlace de datos de mando y control fiable mediante la combinación de las redes celulares terrestres (LTE/5G) y las redes por satélite existentes. «La integración híbrida propuesta presenta lo mejor de ambos mundos: la baja latencia y la cobertura de una zona amplia de las redes celulares junto con la alta fiabilidad y disponibilidad de las comunicaciones por satélite», comenta Troels Bundgaard Sørensen, coordinador del proyecto. Esta arquitectura de enlace de datos se ha diseñado para la operación de aeronaves no tripuladas en un espacio aéreo de nivel muy bajo (hasta una altura de quinientos pies), donde la aeronave se suele denominar dron.

Fomento del concepto de operaciones de U-space

Los drones son una tecnología de nueva aparición en el mundo de la aviación. Ofrecen innovación, servicios novedosos para los ciudadanos, nuevos modelos de negocio y un enorme potencial de crecimiento económico que creará valor y bienestar para la sociedad. El principal objetivo de U-space es garantizar que los drones puedan compartir el espacio aéreo con seguridad sin suponer una amenaza para las aeronaves tripuladas. U-space tiene por objeto establecer un conjunto de nuevos servicios, que dependen de una digitalización de alto nivel y de una automatización de funciones y procedimientos específicos, que permitan el acceso de una gran cantidad de drones al espacio aéreo de forma segura y eficaz, centrándose inicialmente en las operaciones a niveles muy bajos. Sørensen señala: «La capacidad de intercambiar información de mando y control de manera fiable a través de un enlace de datos es esencial para varios de estos procedimientos y funciones. La arquitectura híbrida que combina redes celulares y por satélite garantiza una operación fiable y segura de los drones que utilicen los servicios de U-space».

Problemas con la conectividad inalámbrica en áreas urbanas

U-space permitirá que las operaciones complejas con drones se realicen en cualquier tipo de entorno operativo, incluidas las áreas urbanas. Garantizar la disponibilidad de los enlaces y una calidad de servicio determinada no es una hazaña sencilla en estas zonas. «Tanto las redes por satélite como las redes celulares terrestres hacen frente a desafíos en estos entornos saturados. La tecnología satelital podría ofrecer una buena cobertura; sin embargo, el principal inconveniente es la alta latencia de la comunicación. Las redes móviles terrestres tienen una latencia baja y un rendimiento alto, pero conllevan el desafío de compartir recursos entre diferentes estaciones base celulares en un área: dado que el dron tiene trayectos de visibilidad directa con muchas estaciones base que no le prestan servicio, pero que comparten los mismos recursos de radio, es susceptible a experimentar interferencias», explica Sørensen. A través de campañas de medición, el proyecto produjo nuevos modelos sobre el comportamiento del canal de propagación entre drones y estaciones base celulares. El proyecto publicó varios hallazgos relativos a la mitigación de interferencias celulares en trabajos científicos. Además, los investigadores que intentaban garantizar un enlace de datos de mando y control de alta capacidad en redes celulares con una gran carga estudiaron diferentes soluciones de complejidad baja a moderada, como la conectividad con secciones múltiples y la conmutación del haz de antena. «Principalmente, estas mejoras en la conectividad pueden aplicarse sin modificar los sistemas celulares existentes. Si es necesario realizar cambios, estos se limitarán a los drones, lo que garantizará un despliegue rápido de los servicios de U-space», concluye Sørensen.

Palabras clave

DroC2om, dron, red por satélite U-space, enlace de datos de mando y control, red celular, 5G, interferencia, estación base celular

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