Обзор сотовой связи с использованием БПЛА: практические аспекты, достижения стандартизации, регулирование и проблемы безопасности

Быстрый рост потребительских беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) создаёт перспективные новые бизнес-возможности для сотовых операторов. С одной стороны, БПЛА могут подключаться к сотовым сетям в качестве новых типов пользовательского оборудования, принося значимые доходы операторам, способным гарантировать их строгие требования к сервису. С другой стороны, БПЛА предоставляют беспрецедентную возможность реализовать БС (базовые станции), установленные на летательных аппаратах, которые могут динамически перемещаться для повышения покрытия, спектральной эффективности и качества обслуживания пользователей. Организации по стандартизации в настоящее время исследуют возможности обслуживания коммерческих БПЛА с помощью сотовых сетей. Отрасль начинает испытывать ранние прототипы летающих БС и пользовательского оборудования, в то время как научное сообщество активно разрабатывает математические и алгоритмические решения для новых задач, возникающих из-за летающих узлов в сотовых сетях. В этой статье мы представляем всесторонний обзор разработок, способствующих плавной интеграции БПЛА в сотовые сети. В частности, мы рассматриваем: (1) типы потребительских БПЛА, доступных в готовом виде; (2) проблемы интерференции и возможные решения, рассматриваемые органами стандартизации для обслуживания воздушных пользователей существующими наземными БС; (3) вызовы и возможности для поддержки сотовой связи с помощью реле и БС на базе БПЛА; (4) текущие прототипирования и тестовые стенды; (5) новые нормативы, разрабатываемые для управления коммерческим использованием БПЛА; и (6) киберфизическую безопасность сотовой связи с участием БПЛА.