Framtiden är luftburen. Drönare kan snart bli nyckeln till att lätta på trafikbördan på våra gator, optimera leveranser, och förbättra säkerheten och effektiviteten vid brandbekämpning. Men det finns fortfarande några hinder att gå över innan tekniken når den mognad som krävs för storskalig kommersiell utrullning. Särskilt, ett lämpligt kommunikationssystem för att kontrollera och bestämma deras plats är fortfarande en utmaning. Drönarkommunikation måste vara stabil och allmänt tillgänglig, bör kosta så lite som möjligt, och fungerar tillförlitligt även när du är utom synhåll. Forskare vid Fraunhofer Institute for Telecommunications, Heinrich-Hertz-institutet, HHI i Berlin har hittat en lösning:ring en drönare.

Drönarteknik lovar mycket. Inom en överskådlig framtid kan drönare ersätta leveransfordon på vägarna, i sin tur lättar trafikbördan och minskar CO₂-utsläppen. Drönare skulle också göra leveransvägarna betydligt kortare och minska tiden det tar för paket att komma fram. I händelse av brand, drönare kunde flyga framför brandmännen och skicka bilder av situationen på platsen. Det finns många fler troliga scenarier för att sätta drönare i arbete. Men det finns fortfarande några hinder att passera innan drönare kan rullas ut för storskalig kommersiell användning. En säker kommunikation för att kontrollera och bestämma deras plats är fortfarande en utmaning. Dagens drönare styrs vanligtvis av vanlig fjärrkontroll. Det begränsade utbudet av denna lösning, dock, begränsar kraftigt omfattningen av var drönare kan användas. En alternativ möjlighet skulle vara att utbyta information med hjälp av datakanaler i mobilnätet. Men detta alternativ har också sina brister som, som det ser ut nu, utesluta tillförlitliga, kommersiell användning i stor skala. Dessa kanaler är inte utformade för att erbjuda en konstant, realtidsanslutning; istället tillhandahåller de en tillfällig anslutning som är tillräcklig för att överföra datapaket, att ladda upp en webbplats, till exempel. Detta innebär att anslutningen är föremål för frekventa avbrott. Vad mer, det finns risk för nätverksöverbelastning när datakanalerna används i livliga stadskärnor eller vid större evenemang. En annan lösning skulle vara att sätta upp en drönarspecifik infrastruktur för styrenheter att kommunicera med enheterna. Men utöver komplexiteten och kostnaden detta skulle innebära, radioresurserna som krävs för denna strävan är knappa. De tillgängliga frekvensområdena plågas ofta av störningar och kapacitetsöverbelastning, gör en lösning av detta slag varken säker, säkert eller ekonomiskt genomförbart alternativ.

Experter från Fraunhofer HHI, dock, har utvecklat en lösning som är stabil, prisvärd, inte begränsat i räckvidd, och i huvudsak, redo att gå:styr drönare med röstkanalerna i mobilnät. "En stor fördel är att – till skillnad från dataanslutningarna – är röstkanalerna tillgängliga nästan överallt och de är mycket tillförlitliga, för, " förklarar Tom Piechotta, forskningsassistent vid Fraunhofer HHI. "Även i områden där det bara finns en begränsad dataanslutning, eller till och med ingen alls, det finns vanligtvis fortfarande nätverkstäckning för röstkanaler." En ytterligare fördel är nästan frånvaron av några extra kostnader involverade, eftersom det inte krävs någon ny infrastruktur eller särskilda avtal med nätleverantörer för att prioritera dataanslutningar. En enkel ljudanslutning är allt som behövs – som redan finns med alla förbetalda simkort.

Global täckning

Drönarkontroll fungerar på basis av tvåvägskommunikation:styrenheter på marken sänder kommandon till enheten, och enheten returnerar information om sin position, höjd eller batteristatus. "Relativt sett, kontrollkommandon och positioneringsinformation är ganska små mängder data, men de måste ändå överföras tillförlitligt, " säger Piechotta. "Vi omvandlar kommandona till ljudsignaler, ungefär på samma sätt som modem brukade göra. En liten modul på drönaren översätter sedan ljudsignalen tillbaka till ett kommando. Att överföra informationen på detta sätt är extremt gynnsamt med tanke på att den fungerar i realtid och är mycket motståndskraftig mot fel och anslutningsstörningar. En annan fördel är att inga nya radiostandarder eller infrastruktur krävs; den erforderliga tekniken finns redan idag – över hela världen.” Eftersom informationen överförs via vanliga mobilnät, en anslutning till drönaren kan upprättas nästan var som helst på jorden – det är inte annorlunda än att ringa ett långdistanssamtal.

Framtidssäker kontroll i realtid

Men hur kan du kontrollera en drönare när den är utom synhåll, kanske till och med på andra sidan jorden? Drönarens plats kan visualiseras med hjälp av en onlinekarttjänst som Google Maps. På kartan visas också drönarens position och höjd, som enheten sänder i realtid. Ett annat alternativ är att installera sensorer på drönaren för att upptäcka och undvika oväntade hinder, som andra drönare, helikoptrar, eller kranar. Drönare kan styras antingen av en operatör på marken, eller genom att använda sändande waypoints. Det senare alternativet är särskilt tilltalande för applikationer som paketleverans.

"Med vårt system stöter vi sällan på några döda punkter. Om ett nätverk är nere, anslutningen växlar till en annan mobilkommunikationsstandard, från LTE till GSM eller UMTS, till exempel. Om anslutningen bryts, drönaren har en automatisk återuppringningsfunktion som aktiveras nästan omedelbart, " förklarar Piechotta. "En annan fördel med tekniken är att den är hundra procent framtidssäker. Mobilkommunikationsstandarder kommer och går – men röstkanaler är en permanent funktion. Mobilnät kommer alltid att tillhandahålla röstkanaler och, så länge detta är fallet, systemet vi föreslår är ett pålitligt och prisvärt alternativ till konventionella dataanslutningar." Med andra ord, det är nu möjligt att kommunicera med drönare var som helst, närsomhelst.