ARNET: Redes aerotransportadas de retransmissão para comunicações móveis confiáveis e seguras
Enquadramento
Mobile Ad hoc NETwork (MANET) é uma rede continuamente autoconfigurável e sem infraestrutura de dispositivos móveis ligados sem fio. No entanto, uma vez que terreno acidentado pode resultar em significativa atenuação do sinal, a rede terrestre pode ser severamente particionada. Além disso, o MANET pode tornar-se rapidamente saturado no caso de eventos em grande escala emergentes, não assistidos e temporários, como por exemplo, operações militares ou desastres naturais. Isto é indesejável porque os utilizadores móveis realmente precisam de uma conectividade sem fio confiável.
Com a forte procura por comunicações sem fio confiáveis e seguras para utilizadores móveis, veículos aéreos não tripulados (UAVs), também conhecido por drones, têm atraído uma atenção considerável. As redes de UAV foram utilizadas para operações de vigilância e reconhecimento militar ou civil. Investigadores do Massachusetts Institute of Technology criaram uma rede de drones para recolher amostras para testes ambientais, onde os drones comunicam uns com os outros para voar colaborativamente.
O Projeto
Este projeto visa projetar protocolos de comunicação sem fio para aumentar a confiabilidade e segurança da rede em redes de retransmissão aerotransportadas (Airborne Relaying NETworks - ARNET) para utilizadores de Long-Term Evolution (LTE) (um padrão sem fios 4G que fornece maior capacidade e velocidade de rede para telemóveis e outros dispositivos móveis em comparação com a tecnologia 3G).
O UAV carrega poder de computação, uma estação base LTE leve e um processador de dados a bordo. Os UAVs são interligados autonomamente uns aos outros e estão a construir uma rede sem fios multi-hop. Além disso, os UAVs são essencialmente pontos de acesso móveis que proporcionam uma melhor cobertura de rede e trazem taxas de dados mais altas para locais desafiadores onde o layout de rede móvel pode ser subprovisionado.
Este projeto realizará investigação de ponta nos seguintes fluxos:
i) Desenvolver uma compreensão das características sem fio dos links de comunicação multi-hop (UAV-UAV e usuários LTE UAV-terra) com dados heterogêneos, por exemplo, imagem, voz e vídeo.
ii) Desenvolver novos protocolos de comunicação para UAV cooperativos hierarquicamente organizados para melhorar a confiabilidade da rede de retransmissão aérea com conectividade de rede garantida.
iii) Desenvolver abordagens práticas e seguras para a rede de retransmissão aérea evadir ataques de comunicação sem fio alvo, por exemplo, interferência e spoofing.
iv) Construir um banco de teste de rede UAV para validar operacionalmente a confiabilidade e segurança dos protocolos propostos.
O resultado será uma rede de retransmissão aérea confiável e segura, que permite a retransmissão de dados em tempo real para utilizadores de LTE no solo. Os protocolos propostos serão avaliados de forma abrangente no "testbed" num ambiente do mundo real. Ele integrará comunicação sem fio "multi-hop" avançada para retransmitir dados heterogêneos de utilizadores LTE, garantindo a cobertura da área de serviço.
Consequentemente, este projeto é um passo significativo para concretizar a visão de uma rede de retransmissão aérea.
O Apoio do COMPETE 2020
O projeto é promovido pelo Instituto Superior de Engenharia do Porto e conta com o apoio do COMPETE 2020 no âmbito do Sistema de Apoio à Investigação Científica e Tecnológica, envolvendo um investimento elegível de 233 mil euros o que resultou num incentivo FEDER de 198 mil euros.