Розробка методу управління трафіком безпілотних літальних апаратів за допомогою використання gNB-IOT в 5G

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.260084

Ключові слова:

управління трафіком, безпілотний літальний апарат, інтернет речей, мережа 5G, gNB-IoT

Анотація

БПЛА або дрони, як альтернативне рішення щодо забезпечення високоякісного Інтернет-сервісу в складно доступних місцевостях, екологічно чисті і не споживають електроенергію протягом дня, як у випадку з вежами зв’язку. Але розробники мережі стикаються з труднощами в системі зв'язку дрона, пов’язаними з необхідністю врахування непередбачуваних погодних умов та рельєфу місцевості, а також коротким є термін служби акумуляторів дрона. Тому об’єктом дослідження є процес управління трафіком БПЛА за допомогою використання gNB-IoT в 5G.

Показана можливість застосування мобільного ретранслятора БПЛА під час управління трафіком за допомогою використання радіоресурсів (RR), інфраструктури мережі радіо-доступу (RAN) із засобами трансляції та динамічного підключення за допомогою модуляції MU-MIMO. Використання цих інструментів дозволяє підключати дрон до провідної базової мережі від провайдера та потім відновлювати радіочастотний сигнал і транслювати в іншу зону покриття, де цей абонент не має покриття мережі, використовувати відображення індикатора якості каналу (CQI) як функції QoE.

Безсумнівно, що керування трафіком – це процес отримання інформації про керування трафіком від однієї кінцевої точки до іншої, що підтверджує надійність і керування передачею даних. Тим часом, управління трафіком безпілотного літального апарату може використовуватися для зменшення затримки в часі та усунення перешкод через мережу, покладаючись на програми Інтернету речей, які використовують технологію NB-5G. Процес покращення управління трафіком БПЛА використовує запропонований алгоритм для генерування динамічного управління даними потоку для посилення обробки трафіку керування потоком в IoT

Біографії авторів

Намір Хашім Касім, Київський національний університет будівництва і архітектури

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра кібербезпеки та комп’ютерної інженерії

Aqeel Mahmood Jawad Abu-Alshaeer, Al-Rafidain University College

PhD, Lecturer

Department of Computer Technology Engineering

Haidar Mahmood Jawad, Al-Rafidain University College

PhD, Lecturer

Department of Communication and Computer Engineering

Юрій Іванович Хлапонін, Київський національний університет будівництва і архітектури

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра кібербезпеки та комп’ютерної інженерії

Олександр Миколайович Нікітчин, Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Кандидат історичних наук, асистент

Кафедра радіотехніки та радіоелектронних систем

Посилання

  1. Al-Sharify, T., Alanssari, A. I., Al-Sharify, M. T., Raheem Ali, I. (2020). Theoretical physics to improve radio frequency in 5 generation. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 870, 012021. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/870/1/012021
  2. Al-Zayadi, H., Lavriv, O., Klymash, M., Mushtaq, A.-S. (2014). Increase throughput by expectation channel quality indicator. 2014 First International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications Science and Technology. doi: https://doi.org/10.1109/infocommst.2014.6992322
  3. Ageyev, D., Qasim, N. (2015). LTE EPS network with self-similar traffic modeling for performance analysis. 2015 Second International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications Science and Technology (PIC S&T). doi: https://doi.org/10.1109/infocommst.2015.7357335
  4. Yun, D.-W., Lee, W.-C. (2021). Intelligent Dynamic Spectrum Resource Management Based on Sensing Data in Space-Time and Frequency Domain. Sensors, 21 (16), 5261. doi: https://doi.org/10.3390/s21165261
  5. Dangana, M., Ansari, S., Abbasi, Q. H., Hussain, S., Imran, M. A. (2021). Suitability of NB-IoT for Indoor Industrial Environment: A Survey and Insights. Sensors, 21 (16), 5284. doi: https://doi.org/10.3390/s21165284
  6. Mignardi, S., Marini, R., Verdone, R., Buratti, C. (2021). On the Performance of a UAV-Aided Wireless Network Based on NB-IoT. Drones, 5 (3), 94. doi: https://doi.org/10.3390/drones5030094
  7. Technical White Paper. Private Networks Vol. 1. Transforming Private Networks with Samsung 5G. Samsung. Available at: https://images.samsung.com/is/content/samsung/assets/global/business/networks/insights/white-papers/1001-private-networks-vol-1-transforming-private-networks-with-samsung-5g/1001-private-networks-vol-1-transforming-private-networks-with-samsung-5g.pdf
  8. Shaleesh, I., Almohammedi, A., Mohammad, N., Ahmad, A., Shepelev, V. (2021). Cooperation and radio silence strategy in Mix Zone to Protect Location Privacy of Vehicle in VANET. Tikrit Journal of Engineering Sciences, 28 (1), 31–39. doi: https://doi.org/10.25130/tjes.28.1.04
  9. Lienkov, S., Zhyrov, G., Sieliukov, O., Tolok, I., Talib, A.-S. M., Pampukha, I. (2019). Calculation of Reliability Indicators of Unmanned Aerial Vehicle Class “μ” taking into account Operating Conditions at the Design Stage. 2019 IEEE 5th International Conference Actual Problems of Unmanned Aerial Vehicles Developments (APUAVD). doi: https://doi.org/10.1109/apuavd47061.2019.8943876
  10. Khlaponin, Y. I., Zhyrov, G. B. (2016). Analysis and monitoring of telecommunication networks based on intelligent technologies. CEUR Workshop Proceedings. Vol. 1813. 16th International Scientific and Practical Conference "Information Technologies and Security". Kyiv, 32–39. Available at: http://ceur-ws.org/Vol-1813/paper5.pdf
  11. Using Mobile Networks to Coordinate Unmanned Aircraft Traffic (2018). GSMA. Available at: https://www.gsma.com/iot/wp-content/uploads/2018/11/Mobile-Networks-enabling-UTM-v5NG.pdf
  12. Bashar, B. S., Ismail, M. M., Talib, A.-S. M. (2020). Optimize Cellular Network Performance Using Phased Arrays. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 870 (1), 012128. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/870/1/012128
  13. G; NR; User Equipment (UE) radio transmission and reception; Part 1: Range 1 Standalone. (3GPP TS 38.101-1 version 15.2.0 Release 15). ETSI. Available at: https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/138100_138199/13810101/15.02.00_60/ts_13810101v150200p.pdf
  14. Huang, Y., Wu, Q., Lu, R., Peng, X., Zhang, R. (2021). Massive MIMO for Cellular-Connected UAV: Challenges and Promising Solutions. IEEE Communications Magazine, 59 (2), 84–90. doi: https://doi.org/10.1109/mcom.001.2000552
  15. G; Vehicle-to-Everything (V2X) services in 5G System (5GS); Stage 3 (3GPP TS 24.587 version 16.2.1 Release 16), V16.2.1 (2020-10). ETSI. Available at: https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/124500_124599/124587/16.02.01_60/ts_124587v160201p.pdf
  16. Lien, S.-Y., Deng, D.-J., Lin, C.-C., Tsai, H.-L., Chen, T., Guo, C., Cheng, S.-M. (2020). 3GPP NR Sidelink Transmissions Toward 5G V2X. IEEE Access, 8, 35368–35382. doi: https://doi.org/10.1109/access.2020.2973706
  17. rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Uncrewed Aerial System (UAS) support in 3GPP; Stage 1; Release 17. 3GPP TS 22.125 V17.4.0 (2021-12).
  18. Haider, A.-Z., Mushtaq, A.-S., Talib, A.-S. (2014). SNR effect on CQI applying multiple antennas in closed loop spatial multiplexing mode in LTE technologies. Scientific Notes of the State University of Telecommunications, 6, 92–97. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nzundiz_2014_6_16
  19. G; 5GS; User Equipment (UE) conformance specification; Part 1: Common test environment (3GPP TS 38.508-1 version 15.4.0 Release 15). V15.4.0 (2019-07). ETSI. Available at: https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/138500_138599/13850801/15.04.00_60/ts_13850801v150400p.pdf
  20. rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; User Equipment (UE) radio access capabilities (Release 16). 3GPP TS 38.306 V16.7.0 (2021-12).

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Касім, Н. Х., Jawad Abu-Alshaeer, A. M., Jawad, H. M., Хлапонін, Ю. І., & Нікітчин, О. М. (2022). Розробка методу управління трафіком безпілотних літальних апаратів за допомогою використання gNB-IOT в 5G. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(9 (117), 53–59. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.260084

Номер

Том 3 № 9 (117) (2022): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Nameer Hashim Qasim, Aqeel Mahmood Jawad Abu-Alshaeer, Haidar Mahmood Jawad, Yurii Khlaponin, Oleksandr Nikitchyn

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.