Στη σημερινή ταχέως αναπτυσσόμενη εποχή της νοημοσύνης και της αυτονομίας, τα μη επανδρωμένα συστήματα (όπως τα UAV, τα UGV και τα USV) έχουν γίνει ζωτική δύναμη στην εθνική άμυνα, την απόκριση έκτακτης ανάγκης, τη βιομηχανία και την επιστημονική έρευνα. Για την επίτευξη συνεργασίας πολλών μηχανών, τηλεχειρισμού και μετάδοσης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, η ασύρματη σύνδεση επικοινωνίας είναι ο πυρήνας του συστήματος. Μία από τις πιο αντιπροσωπευτικές τεχνολογίες σε αυτόν τον τομέα είναι ηΑσύρματο Ad-Hoc Δίκτυο (WANET).

Ένα ασύρματο ad-hoc δίκτυο είναι μια κατανεμημένη αρχιτεκτονική ασύρματου δικτύου που δεν απαιτεί σταθερό σταθμό βάσης ή κεντρικό κόμβο. Όλοι οι κόμβοι μπορούν ταυτόχρονα να λειτουργήσουν ως τερματικά και ρελέ, επιτυγχάνοντας αυτόματη προώθηση πληροφοριών και δυναμική σύνδεση μέσω της τεχνολογίας δρομολόγησης πολλαπλών βημάτων. Με άλλα λόγια, το δίκτυο μπορεί αυτόματα να σχηματίσει, να διατηρήσει και να επιδιορθώσει διαδρομές επικοινωνίας με βάση την προσθήκη, μετακίνηση ή αποσύνδεση κόμβων, έχοντας εξαιρετικά υψηλή ευελιξία και ανθεκτικότητα.

Αυτό το χαρακτηριστικό "αυτοοργάνωσης και αυτοθεραπείας" το καθιστά ιδανικό για χρήση σε σύνθετα, άγνωστα ή ελλιπή περιβάλλοντα για μη επανδρωμένα συστήματα, όπως αποστολές τακτικής, ανακούφιση από καταστροφές, παρακολούθηση δασών και περιπολία συνόρων.

Σε επιχειρήσεις σμήνος UAV ή βιομηχανικές αποστολές, οι παραδοσιακές συνδέσεις σημείου προς σημείο συχνά αγωνίζονται να ανταποκριθούν στις δυναμικές απαιτήσεις επικοινωνίας σύνθετων περιβαλλόντων. Τα ασύρματα ad hoc δίκτυα επιτυγχάνουν «σμήνος επικοινωνία» μέσω της συνεργασίας πολλών κόμβων, προσφέροντας τα ακόλουθα σημαντικά πλεονεκτήματα:

Έλεγχος συνεργασίας πολλαπλών UAV: ​​Κάθε UAV μπορεί να λειτουργήσει ως κόμβος, μοιράζοντας δεδομένα τοποθεσίας, ταχύτητας και αποστολής σε πραγματικό χρόνο μέσω του δικτύου Ad Hoc, επιτρέποντας τον συντονισμό της πτήσης και της αποστολής σχηματισμού.

Μετάδοση μεγάλης εμβέλειας και μη οπτικής επαφής (NLOS): Τα δεδομένα μπορούν να προωθηθούν αυτόματα μέσω ρελέ πολλαπλών βημάτων, διατηρώντας σταθερή επικοινωνία ακόμα και όταν ορισμένα UAV βρίσκονται πίσω από εμπόδια.

Υψηλή αξιοπιστία και αντίσταση παρεμβολών: Μέσω μηχανισμών δυναμικής δρομολόγησης και μετάβασης συχνότητας, το δίκτυο επιλέγει αυτόματα τη βέλτιστη διαδρομή σε περιβάλλοντα παρεμβολών, διασφαλίζοντας αδιάκοπα σήματα εντολών και βίντεο.

Ταχεία ανάπτυξη και αυτο-ίαση: Όταν ένας κόμβος τίθεται εκτός σύνδεσης ή καταστραφεί, το δίκτυο ανακατασκευάζει αυτόματα τη διαδρομή, διασφαλίζοντας αδιάλειπτη επικοινωνία.

Σε πρακτικές και βιομηχανικές εφαρμογές, όπως η αναζήτηση και διάσωση καταστροφών, η χαρτογράφηση εδάφους, η πρόληψη δασικών πυρκαγιών και η επιθεώρηση γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας, τα δίκτυα Ad Hoc έχουν γίνει μια απαραίτητη υποστήριξη επικοινωνίας για συστήματα πολλαπλών UAV.

Τα UGV χρησιμοποιούνται κυρίως για αστικές περιπολίες, επιχειρήσεις εξόρυξης, αναγνώριση πεδίου μάχης και ειδικές επιχειρήσεις. Αυτά τα σενάρια συχνά περιλαμβάνουν σοβαρή απόφραξη σήματος και πολύπλοκα περιβάλλοντα, καθιστώντας την παραδοσιακή επικοινωνία του σταθμού βάσης αναποτελεσματική. Τα ασύρματα ad hoc δίκτυα επιτρέπουν στα UGV να σχηματίσουν ένα δίκτυο επικοινωνίας που μοιάζει με πλέγμα στο έδαφος:

Η ανταλλαγή δεδομένων χαμηλής καθυστέρησης μεταξύ οχημάτων είναι δυνατή, υποστηρίζοντας τη συλλογική αποφυγή εμποδίων, τον σχεδιασμό διαδρομής και τον έλεγχο σε πραγματικό χρόνο.

Η μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις μεταξύ των οχημάτων και του κέντρου διοίκησης επιτυγχάνεται μέσω ρελέ πολλαπλών βημάτων, διατηρώντας την επικοινωνία ακόμη και όταν τα κτίρια εμποδίζουν τη σύνδεση μεταξύ του κέντρου ελέγχου και του οχήματος στόχου.

Σύγχρονη μετάδοση δεδομένων βίντεο και τηλεμετρίας: Το ad hoc δίκτυο υψηλού εύρους ζώνης μπορεί ταυτόχρονα να μεταφέρει βίντεο υψηλής ευκρίνειας και σήματα ελέγχου, παρέχοντας μια σταθερή σύνδεση για μη επανδρωμένη οδήγηση και απομακρυσμένη λειτουργία.

Επί του παρόντος, τα προϊόντα ασύρματου ad hoc δικτύου υψηλής απόδοσης (όπως η σειρά IWAVE FDM) συνδυάζουν ραδιόφωνο που καθορίζεται από λογισμικό (SDR) και τεχνολογία δικτύου αυτοθεραπείας Mesh για να επιτύχουν υψηλότερο εύρος ζώνης (100 Mbps+), χαμηλότερη καθυστέρηση (<20 ms) και ισχυρότερη απόδοση NLOS.

Η σύγκλιση αυτών των τεχνολογιών επιτρέπει στην επικοινωνία μη επανδρωμένων συστημάτων να μεταβεί από τον «έλεγχο μιας μηχανής» στην «ευφυΐα σμήνος», επιτυγχάνοντας πραγματική κατανεμημένη ευφυή συνεργασία.

Στο μέλλον, είτε στην αστική επικοινωνία έκτακτης ανάγκης, είτε σε δίκτυα στρατιωτικής αναγνώρισης είτε σε βιομηχανικά σμήνη ρομπότ και έξυπνα logistics, η τεχνολογία ασύρματου ad hoc δικτύου θα γίνει ένα από τα βασικά πρότυπα επικοινωνίας για μη επανδρωμένα συστήματα.

Με την αυτόνομη δικτύωση, την αυτο-ίαση και τα αποκεντρωμένα χαρακτηριστικά, τα ασύρματα ad hoc δίκτυα παρέχουν ασφαλείς, αποτελεσματικές και αξιόπιστες λύσεις επικοινωνίας για drones, μη επανδρωμένα οχήματα και άλλα αυτόνομα συστήματα. Με την περαιτέρω ενσωμάτωση των αλγορίθμων 5G, SDR και AI, τα δίκτυα Ad-Hoc θα διαδραματίσουν ακόμη πιο κρίσιμο ρόλο στη μελλοντική μη επανδρωμένη επικοινωνία σμήνους.

Προηγμένες μονάδες ασύρματης σύνδεσης όπως ηFDM-6825PTM αντιπροσωπεύουν αυτή την τάση, θέτοντας γερές βάσεις για μελλοντικά ευφυή μη επανδρωμένα δίκτυα επικοινωνίας.