تأثير 5g Connectivity على نظم الملاحة والمراقبة

The Evolution of eVTOL Navigation and Control Systems

وتمثل طائرات الإقلاع الرأسي والهبوط )الطائرة الإلكترونية( تحولاً في النموذج في التنقل الحضري، مما يتطلب نظم الملاحة والمراقبة أكثر تطوراً بكثير من تلك الموجودة في طائرات الهليكوبتر التقليدية أو الطائرات بدون طيار، وتعتمد هذه النظم في صميمها على دمج أجهزة استقبال النظام العالمي لتحديد المواقع، ووحدات قياس غير متحركة تقوم على التكتلات في أجهزة الدفع المتحركة، ومحركات الدفع الضوئية، وأجهزة الدفع المتناظرة

How 5G Connectivity Transforms eVTOL Operations

ويأتي نشر محطة إذاعة جديدة من طراز 5G عدة دعائم تكنولوجية تعالج مباشرة حدود الأجيال الخلوية السابقة، أما بالنسبة للملاحة والمراقبة بواسطة شبكة الإنترنت، فإن أهم القدرات هي الاتصالات المنخفضة القدرة على الحركة، التي يمكن الاعتماد عليها، والمزودة بشبكة متنقلة ذات نطاق واسع (eMB) بالنسبة للبيانات المستشعرة ذات المخرجات العالية، والاتصالات الضخمة من النوع الآلي (MMTC) بالنسبة للشبكات الحسية من طراز C.

الاتصالات المنخفضة الأجل الموثوق بها للمهام المتعلقة بالسلامة والحرج

(ب) أن تتبادل الطائرات الإلكترونية (EVTOLC) القياس عن بعد - مثل حالة المحرك، وحالة البطاريات، والموقع، والموقف - مع محطات التحكم الأرضية بأسعار تتجاوز 50 Hz.() ومع وجود 5G ' ' DURLC``، يمكن تخفيض احتمال وجود عبوة واحدة لا تسلم في إطار ميزانية ضيقة النطاق، بحيث لا توفر سوى 10[FLT:

تعزيز الوعي بالحالة من خلال إدخال البيانات

وتولد الطائرات الإلكترونية العاملة في المدن كميات هائلة من البيانات من كاميرات عالية الاستبانة، و 360 درجة رادار، ومجسات فوق الصوتية. وتسمح قدرات جهاز التحكم الإلكتروني 5G بأن تفرغ هذه الجداول من أجل تجهيز التصورات المسبقة عن علم، وذلك عن طريق الجمع بين أجهزة الاستشعار التي تحمل اللوحات والمجسسات السحابية ذات الصبغة الأساسية (مثل كاميرات المرور ومحطات الملاحة الجوية)

مقاصة الشبكة لقناة التنقل الجوي المخصصة

٥ زاي - إن قطع الشبكة يوفر شبكات افتراضية معزولة منطقيا على بنية أساسية مادية مشتركة، أما بالنسبة للتنقل الجوي في المناطق الحضرية، فإن المنظمين والمشغلين يمكن أن يوفروا شريحة مخصصة ذات نوعية مكفولة من الخدمات - معادلة صغيرة، ومضمونة من خلال القطع، وتوافرا عاليا، مما يضمن عدم تأثير إشارات التحكم في المركبات الجوية المفرغة على نقل البيانات من مرحلتين متفاوتتين من الهواتف الذكية أو من المركبات ذات القاعدة.

أثر ٥ زاي على الطيران المستقل وتجنب الاصطدام

وفي حين أن التصميمات الحالية للشبكة الإلكترونية للرسوم الإلكترونية كثيرا ما تتضمن نموذجا بشريا لإصدار الشهادات الأولية، فإن المسار الطويل الأجل لتحقيق الربحية بالنسبة للضرائب الجوية يعتمد على زيادة الاستقلال الذاتي.

كشف العوالق في الوقت الحقيقي وإعادة تخطيط المسار

وتقييد نظم تجنب الاصطدام التقليدية على متن الطائرة بواسطة نطاق الاستشعار والقدرة الحسابية، حيث يمكن لطائرة " إي في تي إل تي إل " أن تستجوب مخططاً للمسارات السحابية البعيدة يجمع البيانات من البنية التحتية الرقمية للمدينة، مثلاً يمكن أن يُعرف على رافعة البناء الوشيكة أو منطقة نشاط مؤقتة بدون طيار، كما أن هناك حواجز واعدة في استخدام المقياس " 5 " .

التصور التعاوني والاتصال V2X

وباستخدام " C-V2X " ، يمكن للحملات الإلكترونية أن تتقاسم بيانات الاستشعار مع بعضها البعض ومع المحطات الأرضية في الوقت الحقيقي، ويتيح هذا التصور التعاوني وسيلة " لتجاوز أجهزة الاستشعار الخاصة بها: يمكن أن يتلقى أي جهاز من أجهزة التصوير الالكتروني للبيانات، يقترب من نقطة الوسط، معلومات عن طائرة أخرى تقترب من اتجاه دائري، ويتيح تحديد " قاعدة البيانات " ، على الدوام، وسيلة اتصال مباشرة.

التحديات التي تواجه إدماج 5G-Enabled eVTOL

وعلى الرغم من الوعد، فإن إدماج ٥ جي في نظم الملاحة والمراقبة في الشبكة العالمية للمركبات يشكل عقبات كبيرة، وأكثر المسائل إلحاحا هي تغطية الترددات اللاسلكية في الكانتونات الحضرية، وتتسبب السكايسكرا، والجسور، والأنفاق في عرقلة الإشارات، وتلاشي العصي، وفشل التسليم، وتحافظ الشبكات الحالية ذات النطاق الكلي على أفضل مستوى للمستعملين من المستوى الأرضي، وليس بالنسبة للطائرات التي تحلق على ارتفاعات على مراحل بين ٢٠٠ و٥٠٠ قدم ومائة قدم.

ويشكل الأمن شاغلاً بالغ الأهمية آخر، حيث أن وصلات 5G تحمل أوامر الرقابة والبيانات الحيوية المتعلقة بالسلامة، فإنها تصبح أهدافاً جذابة للهجمات الإلكترونية، بما في ذلك الهجمات التي يرتكبها الإنسان في المنتصف والحرمان من الخدمة والهجمات التي تشنها، ولا يزال التشفير والتوثيق المتبادل والعزلة الشبكية أمراً أساسياً، ولكنها أيضاً تُدخل في نظام إصدار الشهادات على أساس المعايير، مثل نظام الإبلاغ عن السلع الأساسية الثلاثة.

كما أن التوزيع الكهربي يطرح مشكلة، إذ يجب تقاسم نطاقات الترددات 5G المستخدمة حالياً في الخدمات التجارية المتنقلة (مثلاً 3.5 غيغاهيرتز في مناطق كثيرة، و6 جيهرتز في الولايات المتحدة) مع العمليات الساتلية والرادارية والحكومية الحالية، وفيما يتعلق بعمليات الشبكة الإلكترونية التي تتطلب قدرات مضمونة، فإن الطيف المخصص لها في نطاق الترددات 4-2-4 أو في إطارات الموجات المميتة مثل 28 غيت - هرتز)

كما أن التدخل في الشبكات الأرضية يشكل خطراً، وقد يربط موقع إي فيتو في الرحلة خلايا أرضية متعددة، مما قد يسبب تدخلاً للمستعملين في جميع هذه الشبكات، ويلزم توفير خوارزميات تسليم خاضعة للمراقبة الصارمة ومراقبة السلطة لتجنب الخدمة المهينة للمشتركين في الأرض.

التوقعات المستقبلية: 6 زاي وما بعده

ونظراً إلى أن شبكات الـ 5G ناضجة، فإن مجتمع البحوث يتطلع بالفعل إلى 6G، التي تعد بالاستشعار والاتصال المتكاملين (ISAC) وفرق تيراهرتز (THz) ويمكن أن يوفر، بالنسبة لشبكة الإنترنت، أي نظام فرعي لتحديد المواقع من خلال صفائف ضخمة من طراز MIMO والاستشعار الجزيئي لظروف الغلاف الجوي مثل قذيفة الرياح، أي نظام " الشبكة 20 " نفسه يمكن أن يستضيف توأمة رقمية موزعة من المجال الحضري بأكمله.

خاتمة

إن تأثير الربط بين الشبكات العاملة على شبكة الملاحة والمراقبة في الشبكة العالمية للملاحة والمراقبة يتجاوز إلى حد بعيد نقل البيانات بسهولة، إذ إن تمكين هذه الشبكة من التحكم عن بعد، ودمج أجهزة الاستشعار ذات الحواف، وقطع الشبكة الدينامية، يوفر 5 جي العمود الفقري للاتصالات اللازمة للتنقل الجوي في المناطق الحضرية الآمنة والمتذبة، ولا تزال التحديات قائمة في التغطية والأمن والطيف والتصديق، ولكن الجانب المتعلق بالسيارات هو أمر واضح في نهاية المطاف: