СОЗДАНИЕ MANET СЕТИ НА ОСНОВЕ РОЕВОГО СТРОЯ КВАДРОКОПТЕРОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВРЕМЕННОГО РАДИО ПОКРЫТИЯ.

CREATION OF MANET NETWORK ON THE BASIS OF ROCK SYSTEM OF QUADROCOPTERS TO PROVIDE TEMPORARY RADIO COVERAGE

В работе служб МЧС и спасателей, которые устраняют последствия стихийного бедствия или техногенной катастрофы критически важный фактор — надёжная связь. Но иногда катастрофы происходят в чрезвычайно удалённой местности, где работают только спутниковые телефоны. Как быстро организовать приемлемую связь, доступную как пострадавшим, так и спецгруппам в данной местности?

Цель: обеспечение временного радиопокрытия при организации различных спасательных работ службами МЧС или иных мероприятий с использованием роя  квадрокоптеров организующих быстрое мобильное развертывание беспроводной MANET сети в определённой местности в не зависимости от рельефа местности и погодных условий для обеспечения координации выполнения определённых работ.

В работе рассматриваются:

  • методы создания MANET сети;
  • методы организации дистанционного управления роем квадрокоптеров
  • методы проектирования и сборки дронов

 

Произведены исследования возможности радио покрытия дроном участка местности в режиме «Ad-Hoc». Данный режим представляет из себя ячеистую сеть, где ни одна из точек доступа не является центровой. Все узлы равноправны и каждый берет на себя задачи хоста либо маршрутизатора. Узлы Ad-Hoc могут перемещаться, образуя так называемую мобильную сеть (Mobile Ad-hoc NETwork — MANET).

Рисунок 1. модель MANET сети

 

Время развертывания сети с использованием дронов  составило 10 минут. При этом, время работы одного квадрокоптера без подзарядки составляет 3,5 часа. Использование одного дрона обеспечило покрытие сети площади 6 км при использовании роя квадрокоптеров можно увеличить покрытие сети в 10 раз.

Для проверки производительности режимов AD-hoc инфраструктурного с точки зрения максимальной пропускной способности использовалась программа iPerf. С помощю данной программы запускались пакеты между оконечными точками доступа. Мерялась скорость в нескольких режимах работы и пакетах размером 512 и 1024 байт. Первые измерения были проведены в лабораторных условиях. Результат представлен в Таблице 1.

 Таблица 1 

Результат тестирования скорости в режимах Ad-Hoc и AP 

Режим работы

Размер пакета (Байт)

Максимальная скорость передачи данных (Мбит/сек)

Ad-Hoc

1024

7.5

 

512

4.5

AP

1024

11

 

512

10.5

 Следующие измерения были проведены в полевых условиях, а именно в лесополосе был запущен дрон с целью создать сеть покрытия между двумя устройствами.

На Рис. 2 представлена скорость в зависимости от расстояния, полученные в результате измерений Wi-Fi сети.

Рисунок 2. Скорость передачи данных в зависимости от расстояния

При использовании роевого строя на квадрокоптер для установления связи между дронами установлена рупорная антенна с целью которй является уменьшить потребление энергии при организации MANET сети.

Роевое управление дронами осуществляется оператором при помощи специального программного обеспечения. На Рис. 3 представлена схема развертывания MANET сети в определенном квадрате.

Рисунок 3 Схема создания MANET сети 

Выводы: В ходе исследования опытным путём показана возможность создания мобильной быстро разворачивающейся MANET сети  обеспечивающую временную связь между абонентами в режиме «Ad-Hoc» при помощи роя квадрокоптеров. Что может быть полезно службам МЧС при организации различных спасательных в ходе поисковых работ в районах с ограниченной связью .

Использованные источники:

 

1. Зоншайн, С. И. Аэродинамика и конструкция летательных аппаратов / С.И. Зоншайн. - М.: Высшая школа, 2010. - 364 c.
2. Калугин, В. Т. Аэрогазодинамика органов управления полетом летательных аппаратов / В.Т. Калугин. - Москва: ИЛ, 2013. - 688 c.
3. Колчинский, В. Е. Автономные допплеровские устройства и системы навигации летательных аппаратов / В.Е. Колчинский, И.А. Мандуровский, М.И. Константиновский.