De toekomst is in de lucht. Drones kunnen binnenkort de sleutel worden tot het verlichten van de verkeersdruk op onze straten, het optimaliseren van leveringen, en het verbeteren van de veiligheid en efficiëntie van brandbestrijding. Maar er zijn nog een aantal hindernissen te nemen voordat de technologie de volwassenheid bereikt die nodig is voor grootschalige commerciële uitrol. Vooral, een geschikt communicatiesysteem om hun locatie te controleren en te bepalen blijft een uitdaging. Dronecommunicatie moet stabiel en breed beschikbaar zijn, moet zo min mogelijk kosten, en betrouwbaar werken, zelfs als ze uit het zicht zijn. Wetenschappers van het Fraunhofer Instituut voor Telecommunicatie, Heinrich-Hertz-instituut, HHI in Berlijn heeft een oplossing gevonden:bel een drone.

Drone-technologie belooft veel goeds. In de nabije toekomst kunnen drones bestelwagens op de weg vervangen, op zijn beurt de verkeersdruk verminderen en de CO₂-uitstoot verminderen. Drones zouden de bezorgroutes ook aanzienlijk korter maken en de tijd die nodig is om pakketten te laten aankomen verkorten. In geval van brand, drones zouden voor brandweerlieden kunnen vliegen en hen beelden van de situatie op de locatie kunnen sturen. Er zijn veel meer mogelijke scenario's om drones aan het werk te zetten. Maar er zijn nog een paar hindernissen te nemen voordat drones kunnen worden uitgerold voor grootschalig commercieel gebruik. Een veilige communicatie om hun locatie te controleren en te bepalen blijft een uitdaging. De drones van tegenwoordig worden meestal bestuurd met een gewone afstandsbediening. Het beperkte bereik van deze oplossing, echter, beperkt de reikwijdte van waar drones kunnen worden gebruikt ernstig. Een alternatieve mogelijkheid zou zijn om informatie uit te wisselen via datakanalen van het mobiele netwerk. Maar deze optie heeft ook zijn gebreken die, stand van zaken, uitsluiten betrouwbaar, commercieel gebruik op grote schaal. Deze kanalen zijn niet ontworpen om een ​​constante, realtime verbinding; in plaats daarvan bieden ze een tijdelijke verbinding die voldoende is voor het overbrengen van datapakketten, een website uploaden, bijvoorbeeld. Hierdoor is de verbinding onderhevig aan frequente onderbrekingen. Bovendien, er is een risico op overbelasting van het netwerk wanneer de datakanalen worden gebruikt in drukke stadscentra of bij grote evenementen. Een andere oplossing zou zijn om een ​​drone-specifieke infrastructuur op te zetten voor controllers om met de apparaten te communiceren. Maar naast de complexiteit en kosten die dit met zich mee zou brengen, de daarvoor benodigde radiobronnen zijn schaars. De beschikbare frequentiebereiken worden vaak geplaagd door storingen en overbelasting van de capaciteit, het maken van een dergelijke oplossing noch een veilige, veilige of economisch haalbare optie.

Deskundigen van Fraunhofer HHI, echter, een oplossing hebben ontwikkeld die stabiel is, betaalbaar, niet beperkt in bereik, en in wezen, ready to go:het besturen van drones met behulp van de spraakkanalen in mobiele netwerken. “Een groot voordeel is dat – in tegenstelling tot de dataverbindingen – de spraakkanalen bijna overal beschikbaar zijn en zeer betrouwbaar zijn, te, " legt Tom Piechotta uit, onderzoeksmedewerker bij Fraunhofer HHI. "Zelfs in gebieden waar slechts een beperkte dataverbinding is, of zelfs helemaal geen, er is meestal nog netwerkdekking voor spraakkanalen." Een bijkomend voordeel is dat er bijna geen extra kosten aan verbonden zijn, omdat er geen nieuwe infrastructuur of speciale contracten met netwerkproviders nodig zijn om prioriteit te geven aan dataverbindingen. Een eenvoudige audioverbinding is alles wat nodig is - zoals al bestaat bij elke prepaid simkaart.

Wereldwijde dekking

Dronebesturing werkt op basis van tweerichtingscommunicatie:controllers op de grond zenden commando's naar het apparaat, en het apparaat geeft informatie over zijn positie, hoogte of batterijstatus. "Relatief gezien, de stuurcommando's en positioneringsinformatie zijn vrij kleine hoeveelheden data, maar ze moeten niettemin betrouwbaar worden overgedragen, " zegt Piechotta. "We zetten de commando's om in audiosignalen, op vrijwel dezelfde manier als modems vroeger. Een kleine module op de drone vertaalt het audiosignaal vervolgens weer in een commando. Het op deze manier verzenden van de informatie is uitermate gunstig aangezien het realtime werkt en zeer goed bestand is tegen storingen en verbindingsonderbrekingen. Een ander voordeel is dat er geen nieuwe radiostandaarden of infrastructuur nodig zijn; de benodigde technologie is vandaag al beschikbaar - over de hele wereld." Aangezien de informatie wordt verzonden via standaard mobiele netwerken, een verbinding met de drone kan op bijna elk punt op aarde tot stand worden gebracht - het is niet anders dan een langeafstandstelefoongesprek voeren.

Toekomstbestendige controle in realtime

Maar hoe bestuur je een drone als hij uit het zicht is, misschien zelfs aan de andere kant van de wereld? De locatie van de drone kan worden gevisualiseerd met behulp van een online kaartenservice zoals Google Maps. Op de kaart worden ook de positie en hoogte van de drone weergegeven, die het apparaat in realtime verzendt. Een andere optie is om sensoren op de drone te installeren om onverwachte obstakels te detecteren en te vermijden, zoals andere drones, helikopters, of kranen. Drones kunnen worden bestuurd door een operator op de grond, of door zendende waypoints te gebruiken. Vooral die laatste optie is aantrekkelijk voor toepassingen als pakketbezorging.

“Met ons systeem komen we zelden dode hoeken tegen. Als een netwerk uitvalt, de verbinding schakelt over naar een andere mobiele communicatiestandaard, van LTE naar GSM of UMTS, bijvoorbeeld. Als de verbinding wordt verbroken, de drone heeft een automatische terugbelfunctie die vrijwel direct wordt geactiveerd, " legt Piechotta uit. "Een ander voordeel van de technologie is dat deze honderd procent toekomstbestendig is. Standaarden voor mobiele communicatie komen en gaan, maar spraakkanalen zijn een vast onderdeel. Mobiele netwerken bieden altijd spraakkanalen en, zolang dit zo blijft, het systeem dat wij voorstellen is een betrouwbaar en betaalbaar alternatief voor conventionele dataverbindingen." Met andere woorden, het is nu mogelijk om overal met drones te communiceren, te allen tijde.