As డ్రోన్లు ప్రాథమిక ఫ్లయింగ్ కెమెరాల నుండి స్వయంప్రతిపత్త డేటా సేకరించే ప్లాట్‌ఫారమ్‌ల వరకు అభివృద్ధి చెందుతుంది, వాటి అవసరం వేగంగా,
నమ్మదగిన మరియు దీర్ఘ-శ్రేణి కమ్యూనికేషన్ గతంలో కంటే చాలా కీలకం. సాంప్రదాయ రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ (RF) వ్యవస్థలు మరియు వై-ఫై డ్రోన్ సామర్థ్యాలను పరిమితం చేయండి, ప్రత్యేకించి విజువల్ లైన్-ఆఫ్-దృష్టి (BVLOS) కార్యకలాపాలు మరియు రియల్ టైమ్ డేటా ట్రాన్స్మిషన్ దాటి. అక్కడే LTE (4G) మరియు 5G సెల్యులార్ టెక్నాలజీస్ వస్తాయి-ఇప్పటికే ఉన్న మొబైల్ నెట్‌వర్క్ మౌలిక సదుపాయాలను ఉపయోగించి దీర్ఘ-శ్రేణి, అధిక-బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు తక్కువ-జాప్యం కనెక్టివిటీని అందిస్తున్నాయి. ఈ గైడ్‌లో, డ్రోన్లలో ఎల్‌టిఇ మరియు 5 జి ఆధునిక యుఎవిలు (మానవరహిత వైమానిక వాహనాలు), వారు ఏ ప్రయోజనాలను అందిస్తున్నారో, సవాళ్లు మరియు ఇంజనీర్లు మరియు అభిరుచి గలవారు సెల్యులార్-కనెక్ట్ చేయబడిన డ్రోన్‌లతో ఎలా ప్రారంభించవచ్చో మేము అన్వేషిస్తాము.
డ్రోన్ కమ్యూనికేషన్ కోసం LTE మరియు 5G గేమ్-ఛేంజర్లు ఎందుకు?
సాంప్రదాయ RF మరియు Wi-Fi వ్యవస్థల పరిమితులు.
- చిన్న పరిధి (500 మీ - 2 కి.మీ).
- లైన్-ఆఫ్-దృష్టి మాత్రమే.
- రద్దీగా ఉండే ISM బ్యాండ్లలో అధిక జోక్యం.
- పరిమిత బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు అధిక జాప్యం.
- ఈ పరిమితులు రియల్ టైమ్ 4 కె వీడియో స్ట్రీమింగ్, స్వయంప్రతిపత్త తనిఖీలు, సుదూర పంపిణీ మరియు సమూహ సమన్వయం వంటి అనువర్తనాలను పరిమితం చేస్తాయి.
LTE/5G ఈ ముఖ్య ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది:
|
లక్షణం |
LTE (4G) |
5 గ్రా |
| డౌన్‌లోడ్ వేగం |
~ 100 Mbps |
20 Gbps వరకు |
| అప్లింక్ వేగం |
M 50 Mbps |
1-10 Gbps |
| జాప్యం |
30-50 ఎంఎస్ |
1-10 ఎంఎస్ |
| పరిధి |
జాతీయ/గ్లోబల్ |
జాతీయ/గ్లోబల్ |
| మొబిలిటీ మద్దతు |
గంటకు 350 కిమీ వరకు |
మంచి హ్యాండ్‌ఓవర్‌లు, హై-స్పీడ్ సపోర్ట్. |
| కవరేజ్ |
టవర్స్ ద్వారా దేశవ్యాప్తంగా |
ప్రైవేట్/పబ్లిక్ 5 జితో విస్తరిస్తోంది. |
డ్రోన్ లోపల LTE/5G ఎలా పనిచేస్తుంది: హార్డ్‌వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ అవలోకనం
4G/5G డ్రోన్ ఇంటిగ్రేషన్ కోసం హార్డ్‌వేర్ భాగాలు
డ్రోన్‌లో LTE లేదా 5G కమ్యూనికేషన్‌ను ప్రారంభించడానికి, మీకు అవసరం:
- 4G/5G సెల్యులార్ మాడ్యూల్: ఉదా., క్వెక్టెల్ EC25 (LTE EC25 (LTE EC25 (LTE), క్వాల్కమ్ స్నాప్‌డ్రాగన్ X55 (5G).
- సిమ్ కార్డ్ లేదా ESIM: డేటా ప్లాన్‌తో (టెలిమెట్రీ కోసం స్టాటిక్ ఐపితో).
- అధిక-లాభం యాంటెనాలు: మంచి రిసెప్షన్ కోసం, ముఖ్యంగా మొబైల్ పరిసరాలలో.
- ఫ్లైట్ కంట్రోలర్ ఇంటిగ్రేషన్: USB, UART లేదా ఈథర్నెట్ ద్వారా.
- బ్యాటరీ నిర్వహణ: ప్రసార సమయంలో మోడెమ్‌లు గణనీయమైన శక్తిని పొందగలవు.
- అభిరుచి గలవారికి చిట్కా: సెల్యులార్ డ్రోన్ వ్యవస్థను ప్రోటోటైప్ చేయడానికి రాస్ప్బెర్రీ పై లేదా జెట్సన్ నానోలో సిమ్ 7600g-h వంటి 4G LTE మాడ్యూల్‌తో ప్రారంభించండి.
సెల్యులార్-కనెక్ట్ చేయబడిన డ్రోన్ల కోసం సాఫ్ట్‌వేర్ స్టాక్.
- ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్: ఆర్డుపిలోట్ లేదా పిఎక్స్ 4 వంటి లైనక్స్ ఆధారిత వ్యవస్థలు.
- కనెక్టివిటీ: సెల్యులార్ డేటాను తీసుకురావడానికి PPP, QMI, లేదా MBIM ఇంటర్‌ఫేస్‌లు.
- ప్రోటోకాల్స్: టెలిమెట్రీ కోసం TCP/UDP పై మావ్లింక్; వీడియో కోసం RTSP/RTMP/WEBRTC.
- భద్రత : కమాండ్-అండ్-కంట్రోల్ (సి 2) ఎన్క్రిప్షన్ కోసం VPN టన్నెల్స్, TLS/SSL.
- క్లౌడ్ ఇంటిగ్రేషన్: టెలిమెట్రీ డాష్‌బోర్డుల కోసం ఐచ్ఛిక MQTT/HTTP API లు.
LTE/5G డ్రోన్ల కోసం జనాదరణ పొందిన కేసులు
BVLOS మిషన్లు
సెల్యులార్ డ్రోన్‌లను ఆపరేటర్ నుండి మైళ్ళ దూరంలో ఎగరడానికి అనుమతిస్తుంది, దీని కోసం ఖచ్చితంగా:
- పవర్‌లైన్ లేదా పైప్‌లైన్ తనిఖీలు.
- సుదూర మ్యాపింగ్.
- గ్రామీణ మండలాల్లో అత్యవసర ప్రతిస్పందన.
రియల్ టైమ్ వీడియో స్ట్రీమింగ్
తో 5 గ్రా అప్‌లింక్‌లు, డ్రోన్లు 4K/8K వీడియోను నేరుగా క్లౌడ్ లేదా నియంత్రణ కేంద్రాలకు ప్రసారం చేయగలవు. దీనికి అనువైనది:
- వార్తలు మరియు మీడియా ప్రసారం.
- భద్రత మరియు సరిహద్దు పెట్రోలింగ్.
- ట్రాఫిక్ పర్యవేక్షణ.
సమూహ సమన్వయం
5G యొక్క పరికరం-నుండి-పరికరం (D2D) దీనికి మద్దతు సమకాలీకరించబడిన డ్రోన్ సమూహాలను కలిగి ఉంది:
- వ్యవసాయ స్ప్రేయింగ్
- సహకార శోధన మరియు రక్షణ
- సైనిక నిర్మాణాలు
అర్బన్ ఎయిర్ మొబిలిటీ (యుఎఎమ్)
అటానమస్ డ్రోన్లు మరియు ఎవిటోల్ విమానం 5G ద్వారా నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్ మరియు ఎడ్జ్ కంప్యూటింగ్‌పై ఆధారపడతాయి:
- గగనతల డేటాను నిజ సమయంలో పంచుకోండి
- UTM (మానవరహిత ట్రాఫిక్ మేనేజ్‌మెంట్) తో కమ్యూనికేట్ చేయండి
- రద్దీ ఆకాశంలో గుద్దుకోవడాన్ని నివారించండి
ప్రారంభించడం: 4G/5 G- ప్రారంభించబడిన డ్రోన్‌ను నిర్మించడం లేదా కొనడం
ఎంపిక 1: ఓపెన్ సోర్స్ హార్డ్‌వేర్‌తో DIY
- పిక్స్‌హాక్ ఫ్లైట్ కంట్రోలర్‌తో ప్రారంభించండి
- కంపానియన్ కంప్యూటర్‌ను ఉపయోగించండి (జెట్సన్ నానో, రాస్ప్బెర్రీ పై)
- క్వెక్టెల్ EC25 లేదా SIM7600 LTE మోడెమ్‌ను ఏకీకృతం చేయండి
- QgroundControl లేదా Mavproxy కి ఇంటర్నెట్ ద్వారా కనెక్ట్ అవ్వండి
- జీరోటియర్ లేదా ఓపెన్‌విపిఎన్‌తో సురక్షితం
ఎంపిక 2: వాణిజ్య రెడీ-టు-ఫ్లై LTE డ్రోన్లు
కొంతమంది తయారీదారులు క్లౌడ్-ఆధారిత డాష్‌బోర్డులతో LTE- సిద్ధంగా ఉన్న UAV లను అందిస్తారు:
- DJI మ్యాట్రిస్ 300 RTK (SDK ద్వారా LTE మాడ్యూల్ ఐచ్ఛికం)
- చిలుక అనాఫీ AI - స్థానిక 4G LTE మద్దతు
- క్వాంటం సిస్టమ్స్ ట్రినిటీ F90+ - LTE/BVLOS సిద్ధంగా ఉంది
సాంకేతిక సవాళ్లు మరియు వాటిని ఎలా అధిగమించాలి?
అధిక ఎత్తులో సిగ్నల్ డ్రాప్
మొబైల్ టవర్లు భూ-స్థాయి వినియోగదారులను కవర్ చేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి. ఎత్తులు> 120 మీ:
- సిగ్నల్ బలం పడిపోతుంది.
- పెరిగిన జోక్యం.
- బహుళ టవర్ అతివ్యాప్తి.
పరిష్కారం: డైరెక్షనల్ యాంటెన్నాలు, ప్రీ-డిఫైన్ కవరేజ్ మ్యాప్‌లను ఉపయోగించండి లేదా తెలిసిన కవరేజ్‌తో ఎత్తులో ఎగరండి.
మొబిలిటీ మరియు టవర్ హ్యాండ్ఓవర్
వేగంగా కదిలే డ్రోన్లు హ్యాండ్ఓవర్ అల్గారిథమ్‌లను గందరగోళానికి గురిచేస్తాయి, దీనివల్ల:
- డేటా నష్టం
- టెలిమెట్రీ స్పైక్స్
- స్ట్రీమింగ్ జిట్టర్
పరిష్కారం: మెరుగైన హ్యాండ్ఓవర్ మరియు మొబిలిటీ మద్దతుతో 5 జి నెట్‌వర్క్‌లను ఉపయోగించండి; బఫరింగ్ వ్యూహాలను అమలు చేయండి.
విద్యుత్ వినియోగం
సెల్యులార్ మాడ్యూల్స్ క్రియాశీల ప్రసార సమయంలో 1–2W ను గీయగలవు.
పరిష్కారం: నిష్క్రియంగా ఉన్నప్పుడు పవర్-సైకిల్ మాడ్యూల్స్ మరియు అధిక-సామర్థ్య DC-DC కన్వర్టర్లను ఉపయోగించండి.
డేటా ప్లాన్ మరియు క్యారియర్ పరిమితులు
చాలా మంది కన్స్యూమర్ సిమ్స్ వైమానిక వినియోగం లేదా క్యాప్ అప్‌లోడ్ వేగాన్ని బ్లాక్ చేస్తారు.
పరిష్కారం: స్టాటిక్ IP మద్దతు మరియు అధిక అప్లింక్ సామర్థ్యంతో IoT/M2M డేటా ప్రణాళికలను ఎంచుకోండి. కొన్ని క్యారియర్లు డ్రోన్-నిర్దిష్ట సిమ్‌లను అందిస్తాయి.
నిబంధనలు మరియు సమ్మతి
FAA మరియు EASA పరిగణనలు
- సెల్యులార్ మీద BVLOS స్పష్టమైన అనుమతి అవసరం.
- రిమోట్ ID: LTE/5G కమ్యూనికేషన్‌తో కూడా ప్రసారం చేయాలి.
- ఎత్తు పరిమితులు: చాలా ప్రాంతాలు UAV లను 120 మీ (~ 400 అడుగులు) కంటే తక్కువకు పరిమితం చేస్తాయి.
సెల్యులార్ క్యారియర్ విధానాలు
- విమానాశ్రయాలు లేదా స్టేడియాలలో నో-ఫ్లై జోన్లలో జామింగ్ లేదా నెట్‌వర్క్ బ్లాక్‌లు ఉండవచ్చు.
- క్యారియర్ APN లకు స్థిర IP మరియు పోర్ట్ ఫార్వార్డింగ్ కోసం కాన్ఫిగరేషన్ అవసరం కావచ్చు.
తదుపరి ఏమిటి? 5 జి మెరుగుదలలు మరియు 6 జి హోరిజోన్
డ్రోన్ల కోసం 5 జి: రాబోయేది ఏమిటి
- స్వయంప్రతిపత్త నావిగేషన్ కోసం అల్ట్రా-రిలేబుల్ తక్కువ జాప్యం కమ్యూనికేషన్ (URLLC)
- అంకితమైన నియంత్రణ మరియు పేలోడ్ ట్రాఫిక్ కోసం నెట్‌వర్క్ స్లైసింగ్
- ఆన్‌బోర్డ్ AI ఆఫ్‌లోడ్ కోసం ఎడ్జ్ కంప్యూటింగ్
- డ్రోన్-టు-డ్రోన్ (డి 2 డి) కమ్యూనికేషన్ కోసం సైడ్‌లింక్ మద్దతు
6 జి మరియు నాన్-టెరెస్ట్రియల్ నెట్‌వర్క్‌లు (ఎన్‌టిఎన్) కోసం ఎదురు చూస్తున్నాయి
- లియో ఉపగ్రహం గ్లోబల్ డ్రోన్ కనెక్టివిటీ కోసం 5 జి (ఉదా., స్టార్‌లింక్)
- హ్యాండ్‌ఓవర్‌లు మరియు కవరేజీని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి AI- స్థానిక నెట్‌వర్క్‌లు
- అల్ట్రా-హై-స్పీడ్ వైమానిక లింకుల కోసం THZ కమ్యూనికేషన్స్ (పోస్ట్ -2030)
ముగింపు: LTE మరియు 5G యొక్క వెన్నెముక నెక్స్ట్-జెన్ డ్రోన్లు . మీరు BVLOS తనిఖీ డ్రోన్‌ను నిర్మిస్తున్న ఇంజనీర్ లేదా ఆకాశం నుండి HD వీడియోను యూట్యూబ్‌లో ప్రసారం చేయాలనుకునే అభిరుచి గలవాడు, LTE మరియు 5G టెక్నాలజీస్ RF మరియు Wi-Fi కేవలం సరిపోల్చలేని సామర్థ్యాలను అన్‌లాక్ చేస్తాయి. సమయ నియంత్రణ మరియు పర్యవేక్షణ ద్వారా, శక్తివంతమైన ప్రాప్యత అది మరియు ఎడ్జ్ కంప్యూటింగ్ సిస్టమ్స్. నెట్‌వర్క్‌లు మెరుగుపడటంతో మరియు నియంత్రకాలు స్వీకరించడంతో, LTE మరియు 5G స్వయంప్రతిపత్తి, తెలివైన మరియు ప్రపంచవ్యాప్తంగా అనుసంధానించబడిన వైమానిక వ్యవస్థల ఎనేబుల్.
