eVTOLナビゲーションと制御システムの進化

電動縦の離脱および着陸(eVTOL)航空機は都市のモビリティのパラダイムシフトを表し、従来のヘリコプターやドローンで発見されたものよりもはるかに洗練されたナビゲーションと制御システムを必要とする。 コアでは、これらのシステムは、グローバルポジショニングシステム(GPS)受信機、慣性測定ユニット(IMU)の融合に依存し、航空機の制御、航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および航空機の制御、および制御、および航空機の制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御機器、および航空機の制御、および制御、および制御機器、および制御機器、および制御機器、および制御機器、および制御機器、および制御機器、および制御機器、および制御機器、および制御機器、および制御機器、および制御機器、および制御機器、および装置、および制御機器、および装置、および機器、および機器、および装置、および装置、および装置、および装置、および装置

5GコネクティビティがEVVTOLオペレーションを変革する方法

5Gニューラジオ(NR)の展開は、以前のセルラー世代の制限を直接対処するいくつかの技術柱をもたらします。 eVTOLナビゲーションと制御のために、最も関連性の高い機能は、超信頼性の低レイテンシ通信(URLLC)、高スループットセンサーデータのための強化されたモバイルブロードバンド(eMBB)、および高密度センサーネットワーク用の大型機械式通信(mMTC)です。 重要なことに、5Gの低レイテンシビリティ、高レイテンシビリティをサポートする能力は、リモートコントロールを直接制御できる限りの動作を可能にします。

安全気候機能のための超信頼性の低い潜在通信(URLLC)

URLLCは、安全寿命のアプリケーションのためのコーナーストーンです。 eVTOL航空機は、エンジンの状態、バッテリーの状態、位置、および態度などのテレメトリーを交換しなければなりません。 地上のコントロールステーションが50Hzを超える速度で、地上の制御ステーションで。 5GのURLLCでは、タイトなレイテンシ予算内で配信される単一のパケットの確率は10未満に抑えられます-5接続ごとに、必要なネットワークを効率的に実行することができます。 これにより、より詳細な無線LAN接続を介したネットワークを介したトラフィックが、より少なくすることができます。

データ融合による高度化した状況意識

市で動作するeVTOL航空機は、高解像度カメラ、360°レーダー、超音波センサーから膨大なデータ量を生成します。 5GのeMBB機能により、これらのデータは、高度な知覚処理のためにエッジコンピューティングノードにオフロードされるようにすることができます。 オンボードセンサーを組み合わせることで、インフラストラクチャマウントセンサー(例えば、トラフィックカメラ、気象ステーション)と、セルラー対対対対対対対対対面のナビゲーション(C-VV)を組み合わせることで、より効果的にシステムを構築することができます。

専用エアモビリティチャネル向けネットワークスライシング

5Gネットワークスライシングは、共有された物理的なインフラ上の論理的に隔離された仮想ネットワークを提供します。 都市型空気モビリティ(UAM)のために、規制当局とオペレータは、サービス(QoS)パラメータの品質保証と専用のスライスを規定することができます。最小ジッタ、保証されたスループット、および高い可用性。これにより、eVTOL制御信号は、スマートフォンや自動運転車両からの地上レベルのデータ輻輳の影響を受けないことを確認してください。 ネットワークスライスは、フライトに基づいて動的に構成することができます: 要求されたデータを転送、より高い信頼性、および最適化されたディスクドライブを要求するデータを転送します。

5Gによる自動飛行と衝突回避への影響

現在のeVTOL設計は、初期認証のための人間のパイロットが頻繁に含まれていますが、エアタクシーの収益性への長期パスは自律性を高めています。 5G接続は、地上ベースの「サービスとしての自律性」プラットフォームとのリアルタイムの相互作用を可能にすることで、この移行を加速します。

リアルタイム障害検知とパス再計画

従来のオンボード衝突回避システムは、センサー範囲と計算力によって制約されます。 5G では、eVTOL 航空機は、都市のデジタルインフラからデータを集約するリモートクラウドベースのパスプランナーを問い合わせることができます。 例えば、インペンデント構造クレーンや一時的なドローン活動ゾーンは、ミリ秒で計算された新しいルートをフラグジドすることができます。 5G のレイテンシビリティの利点は、他の航空機の操作など、ダイナミックな障害物を意味します。 つまり、FATF は、FATF を操作できる限り、FATF を操作できる限りで制御できます。

協同の認識およびV2Xコミュニケーション

5GベースのC-V2Xを使用して、eVTOLは、センサーデータを互いに共有し、リアルタイムで地上局と共有することができます。 この協力的な認識により、車両は、そのセンサーを超えて「参照」することができます。 交差点を近づくeVTOLは、境界方向から近づく別の航空機から盲点情報を受け取ることができます。 3GPP仕様は、常に基地局を通過することなく、直接デバイスツーデバイスへの通信を可能にし、さらにレイテンシを低減することを可能にします。 これにより、MATF-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F

5G対応eVTOLの統合へのチャレンジ

約束にもかかわらず、eVTOLナビゲーションと制御システムと5Gを統合すると、実質的なハードルが提示されます。最も直近の問題は、都市のキャニオンの無線周波数(RF)カバレッジです。スカイスクレーパー、橋、トンネルは信号遮断、マルチパスフェーディング、およびハンドオーバー障害を引き起こします。現在のマクロセル5Gネットワークは、200フィートと500フィートの間の航空機飛行のためではなく、地上レベルのユーザー向けに最適化されています。新しいアンテナ設計 - つまり、地上の高速および高速の航空機が要求される間、および高速な航空機を移動するために、一貫した航空機を移動するような構造を維持します。

セキュリティは、もう一つの重要な問題です。 5Gリンクは、制御コマンドと安全批判的なデータを取り扱っているので、それらは、マンイン・ザ・ミドル、デニアル・オブ・サービス、およびスプーフィング攻撃を含むサイバー攻撃のための魅力的なターゲットになります。 暗号化、相互認証、およびネットワークスライシングの分離が不可欠ですが、彼らはまた、制御ループに予算を払う必要があるレイテンシを紹介します。 3GPPやICAOなどの標準は、5GVのアンテナと通信速度の制御のための航空便宜上効果を開発していますが、および5GVのアンテナは、およびアンテナのレベルの通信速度の制御に残留まらないと、および信号の動作速度の動作速度は、および速度の制御速度の制御の動作が5GQ&Aの動作する。

分光配分はまた問題を引き起こします。 商用モバイルサービス(例えば、3.5 GHzの多くの地域で、米国の6 GHz)のために今使用される5G周波数帯域は、包囲された衛星、レーダーおよび政府の操作と共有されなければなりません。 eVTOL操作のために保証された容量、専用のスペクトルを必要とするため– possily in 4.2–4.4 GHzの範囲か、28 GHzのようなミリメートル波帯で-mayが必要である[FLT]は、最終決定のための[FLT] [F]は、最終的には、最終決定のための[F] [F] [F] は、最終決定のための[F] は、最終的には、 [F] と [F] は、 最終決定は、 [F] は、 [F] 最終決定は、 [F] または [F] の最終決定は、 [F] の最終決定は、 [F] または [F] または [F] の[F] の[F] の最終決定は、 の[F] は、 [F] は、 の[F] の最終決定は、 の[F]

地上ネットワークとの干渉もリスクです。飛行中のeVTOLは、複数の地上局セルに接続し、すべてのユーザーに干渉を引き起こします。密接に制御されたハンドオーバーアルゴリズムとパワーコントロールは、地上の加入者にサービス劣化を避けるために必要です。

未来の展望: 6G およびを越えて

5Gネットワークが成熟したように、研究コミュニティはすでに6Gに向かって見ています。これは、統合センシングとコミュニケーション(ISAC)とテラヘルツ(THz)のバンドを約束しています。 eVTOLの場合、6Gは、大規模なMIMO配列と風せん断のような大気条件の分子レベルのセンシングを通して、サブミリメータ位置決め精度を提供することができます。 「ネットワーク」自体は、都市全体の空気の分散デジタルツインをホストすることができ、AIとトラフィックベースのトラフィックは、ERT1 / 6Gが、シームレスなネットワークをターゲットに構築する際立たない範囲で、IVTOLを高速にすることができます。

コンテンツ

eVTOLナビゲーションと制御システムの5G接続の影響は、単純なデータ転送よりもはるかにかかります。 URLLCベースのリモートコントロール、エッジ強化センサーの融合、およびダイナミックネットワークスライシングを有効にすると、5Gは、安全な、スケーラブルな都市空気の移動に必要な通信バックボーンを提供します。 チャレンジは、カバレッジ、セキュリティ、スペクトル、および認定に残りますが、軌跡は明らかです。将来のeVTOL艦隊は5Gの範囲内で動作し、最終的に6Gは、タクシーの利便性は、この都市の方向に変化するだけでなく、さまざまな方向に変化するような空気を移動するだけでなく、さまざまな方向に変化するような環境を変化させます。