English version of this page

Ubiquitous Connectivity via Autonomous Airborne

uh-project.vrtx, line 718, column 16: [call 'comp:project-timeframe-column']: vtk.web.decorating.components.DecoratorComponentException: Error rendering component 'project-timeframe-column': uh-project.vrtx, line 364, column 23: Unable to parse date value '2026-31-12' using string format 'null' (or any of the fallback formats)
Prosjekttype
Forskningsprosjekt

Prosjektbeskrivelse

Dette prosjektet bidrar til å utvikle teknologien til basestasjoner på droner som kan posisjonere seg slik at de kan tilby nettverkstilkobling på de stedene der det ikke finnes eller er godt nok.

Mens husholdninger i industrialiserte land har høy dataoverføringshastighet gjennom optiske fiberkabler og 4G/5G baserte trådløs kommunikasjon, har om lag halvparten av verdens befolkning ikke mulighet til å koble seg til internett. Tilrettelegging for bedre internett i slike områder vil i tillegg til en ren økonomisk innvirkning også ha en positiv effekt innen tingenes internett, smart jord- og skogbruk, forebygging av skogbrann, lete- og redningsaksjoner, førstehjelp og krisehåndtering.

Med dette for øye, er UAV-ene i den foreslåtte tekniske løsningen utstyrt med en modul for kommunikasjon som kobler seg til brukeren på den ene siden og til mobil landbasert infrastruktur på den andre siden. Brukerdata kan også bli sendt gjennom flere UAV-er før den når målet. For at denne teknologien skal være gjennomførbar, må UAV-ene kunne navigere uten menneskelig veiledning til steder med gunstige sende- mottakerforhold. Det betyr at de må finne steder der signalene de sender og mottar mellom bruker og den mobile landbaserte infrastrukturen ikke blir blokkert av stasjonære hindringer, som for eksempel bygninger eller fjell.

Hovedtilnærmingen i dette prosjektet er å konstruere radiokart som beskriver forholdene i en bestemt region. Ved å ta i bruk disse kartene, kan UAV-ene benytte seg av kunstig intelligens som ved sine algoritmer bestemmer en passende lokasjon for hver UAV. Algoritmene kan autonomt tilpasses endringer i brukernes posisjoner og behov for tilkobling i tillegg til å koordinere posisjoner med andre UAV-er.

Til nå omfatter resultatene våre et betydelig sett med bidrag på tre nivåer: fundamental, algoritmisk og empirisk. På det fundamentale nivået var vi den første gruppen over hele verden som analyserte radiokart-estimeringsproblemet fra et abstrakt matematisk perspektiv og utledet ytelsesgrenser for enkle estimatorer. Dette lar man vite på forhånd når et radiokart-estimat vil være bra eller ikke. På det algoritmiske nivået utviklet vi algoritmer av flere typer, hovedsakelig algoritmer for planlegging av banen til ubemannede luftfartøyer (UAV) for å effektivt samle inn målinger for radiokart-estimering (spektrummåling), og algoritmer for å bestemme posisjonen til flybasestasjoner og reléer ved hjelp av radiokart. Basert på innsikten i teorien har vi også utviklet cybersikkerhetsalgoritmer for å oppdage tilstedeværelsen av falske angripere og metoder for å velge stråleformere i virkelige miljøer, der stedsestimater er unøyaktige. Til slutt, på empirisk nivå, er vi den første gruppen over hele verden som uttømmende undersøker radiokart-estimeringsproblemet fra et empirisk perspektiv. Vårt skreddersydde system tillot oss å samle inn målinger på mer enn 300 000 lokasjoner med en UAV, som gir resultatene våre høy statistisk signifikans.

Deltakere

Publikasjoner

  • Pham, Viet Quoc & Romero, Daniel (2026). Path Planning for Aerial Relays via Probabilistic Roadmaps. IEEE Transactions on Communications. ISSN 0090-6778. 74, s. 4251–4266. doi: 10.1109/tcomm.2026.3658381. Fulltekst i vitenarkiv
  • Pham, Viet Quoc & Romero, Daniel (2025). Spatial Transformers for Radio Map Estimation. IEEE International Conference on Communications. ISSN 1550-3607. s. 6155–6160. doi: 10.1109/icc52391.2025.11160709. Fulltekst i vitenarkiv
  • Romero, Daniel; Ha, Tien Ngoc; Shrestha, Raju & Franceschetti, Massimo (2024). Theoretical Analysis of the Radio Map Estimation Problem. IEEE Transactions on Wireless Communications. ISSN 1536-1276. 23(10), s. 13722–13737. doi: 10.1109/TWC.2024.3404022. Fulltekst i vitenarkiv
  • Romero, Daniel; Pham, Viet Quoc & Shrestha, Raju (2024). Aerial Base Station Placement via Propagation Radio Maps. IEEE Transactions on Communications. ISSN 0090-6778. 72(9), s. 5349–5364. doi: 10.1109/TCOMM.2024.3383111. Fulltekst i vitenarkiv
  • Romero, Daniel; Ha, Tien Ngoc & Gerstoft, Peter (2024). Spoofing attack detection in the physical layer with robustness to user movement. IEEE Wireless Communications and Networking Conference. ISSN 1525-3511. doi: 10.1109/WCNC57260.2024.10570909. Fulltekst i vitenarkiv
  • Romero, Daniel; Ha, Tien Ngoc; Shrestha, Raju & Franceschetti, Massimo (2024). Analytical Performance Bounds for Radio Map Estimation. IEEE Vehicular Technology Conference (VTC). ISSN 1090-3038. doi: 10.1109/VTC2024-Spring62846.2024.10683442. Fulltekst i vitenarkiv
  • Ha, Tien Ngoc; Romero, Daniel & Lopez-Valcarce, Roberto (2024). Radio Maps for Beam Alignment in mmWave Communications with Location Uncertainty. IEEE Vehicular Technology Conference (VTC). ISSN 1090-3038. doi: 10.1109/VTC2024-Spring62846.2024.10683362. Fulltekst i vitenarkiv
  • Ha, Tien Ngoc & Romero, Daniel (2024). Spoofing Detection in the Physical Layer with Graph Neural Networks. IEEE Vehicular Technology Conference (VTC). ISSN 1090-3038. doi: 10.1109/VTC2024-Spring62846.2024.10683545. Fulltekst i vitenarkiv
  • Pham, Viet Quoc & Romero, Daniel (2023). Probabilistic roadmaps for aerial relay path planning. IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM). ISSN 2334-0983. doi: 10.1109/GLOBECOM54140.2023.10437427. Fulltekst i vitenarkiv
  • Shrestha, Raju; Ha, Tien Ngoc; Pham, Viet Quoc & Romero, Daniel (2023). Radio Map Estimation in the Real-World: Empirical Validation and Analysis, IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications (CAMA). IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). ISSN 9798350323047. s. 169–174. doi: 10.1109/CAMA57522.2023.10352759. Fulltekst i vitenarkiv

Se alle arbeider i NVA

Finansiering

Støttet av Forskningsrådet

Prosjektnummer: 311994

Publisert 28. feb. 2025 09:52 - Sist endret 15. aug. 2025 13:30