Trong kỷ nguyên phát triển nhanh chóng của trí tuệ và tự động hóa ngày nay, các hệ thống không người lái (như UAV, UGV và USV) đã trở thành một lực lượng quan trọng trong quốc phòng, ứng phó khẩn cấp, công nghiệp và nghiên cứu khoa học. Để đạt được sự cộng tác đa máy, điều khiển từ xa và truyền dữ liệu theo thời gian thực, liên kết truyền thông không dây là cốt lõi của hệ thống. Một trong những công nghệ tiêu biểu nhất trong lĩnh vực này là Mạng Ad-Hoc Không Dây (WANET).
Mạng ad-hoc không dây là một kiến trúc mạng không dây phân tán, không yêu cầu trạm gốc cố định hoặc nút trung tâm. Tất cả các nút có thể đồng thời đóng vai trò là thiết bị đầu cuối và bộ chuyển tiếp, đạt được việc chuyển tiếp thông tin tự động và kết nối động thông qua công nghệ định tuyến đa chặng. Nói cách khác, mạng có thể tự động hình thành, duy trì và sửa chữa các đường truyền thông dựa trên việc thêm, di chuyển hoặc ngắt kết nối các nút, sở hữu tính linh hoạt và khả năng phục hồi cực kỳ cao.
Đặc tính "tự tổ chức và tự phục hồi" này làm cho nó trở nên lý tưởng để sử dụng trong các môi trường phức tạp, chưa biết hoặc thiếu cơ sở hạ tầng cho các hệ thống không người lái, chẳng hạn như các nhiệm vụ chiến thuật, cứu trợ thiên tai, giám sát rừng và tuần tra biên giới.
Trong các hoạt động đội bay UAV hoặc các nhiệm vụ công nghiệp, các liên kết điểm-điểm truyền thống thường gặp khó khăn trong việc đáp ứng các yêu cầu truyền thông động của các môi trường phức tạp. Mạng ad hoc không dây đạt được "giao tiếp đội bay" thông qua sự cộng tác đa nút, mang lại những lợi thế đáng kể sau:
Điều khiển hợp tác đa UAV: Mỗi UAV có thể đóng vai trò là một nút, chia sẻ vị trí, tốc độ và dữ liệu nhiệm vụ trong thời gian thực thông qua mạng Ad Hoc, cho phép bay theo đội hình và phối hợp nhiệm vụ.
Truyền dẫn đường dài và ngoài tầm nhìn (NLOS): Dữ liệu có thể được chuyển tiếp tự động thông qua các bộ chuyển tiếp đa chặng, duy trì liên lạc ổn định ngay cả khi một số UAV ở phía sau chướng ngại vật.
Độ tin cậy cao và khả năng chống nhiễu: Thông qua các cơ chế định tuyến động và nhảy tần số, mạng tự động chọn đường dẫn tối ưu trong môi trường nhiễu, đảm bảo tín hiệu chỉ huy và video không bị gián đoạn.
Triển khai nhanh chóng và tự phục hồi: Khi một nút ngoại tuyến hoặc bị hỏng, mạng sẽ tự động xây dựng lại đường dẫn, đảm bảo liên lạc không bị gián đoạn.
Trong các ứng dụng thực tế và công nghiệp, chẳng hạn như tìm kiếm và cứu nạn thảm họa, lập bản đồ địa hình, phòng cháy chữa cháy rừng và kiểm tra đường dây điện, mạng Ad Hoc đã trở thành một hỗ trợ truyền thông không thể thiếu cho các hệ thống đa UAV.
UGV chủ yếu được sử dụng để tuần tra đô thị, hoạt động khai thác mỏ, trinh sát chiến trường và các hoạt động đặc biệt. Những tình huống này thường liên quan đến sự cản trở tín hiệu nghiêm trọng và môi trường phức tạp, khiến cho việc liên lạc trạm gốc truyền thống không hiệu quả. Mạng ad hoc không dây cho phép UGV hình thành một mạng lưới truyền thông dạng lưới trên mặt đất:
Trao đổi dữ liệu độ trễ thấp giữa các phương tiện là có thể, hỗ trợ tránh chướng ngại vật cộng tác, lập kế hoạch đường đi và điều khiển theo thời gian thực.
Truyền dẫn đường dài giữa các phương tiện và trung tâm chỉ huy được thực hiện thông qua các bộ chuyển tiếp đa chặng, duy trì liên lạc ngay cả khi các tòa nhà cản trở kết nối giữa trung tâm điều khiển và phương tiện mục tiêu.
Truyền đồng bộ dữ liệu video và đo từ xa: Mạng ad hoc băng thông cao có thể đồng thời mang tín hiệu video độ nét cao và tín hiệu điều khiển, cung cấp một liên kết ổn định cho việc lái xe không người lái và vận hành từ xa.
Hiện tại, các sản phẩm mạng ad hoc không dây hiệu suất cao (chẳng hạn như dòng IWAVE FDM) đang kết hợp công nghệ Mạng vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm (SDR) và Mesh tự phục hồi để đạt được băng thông cao hơn (100 Mbps+), độ trễ thấp hơn (<20 ms) và hiệu suất NLOS mạnh hơn.
Sự hội tụ của các công nghệ này cho phép truyền thông hệ thống không người lái chuyển từ "điều khiển đơn máy" sang "trí tuệ đội bay", đạt được sự cộng tác thông minh phân tán thực sự.
Trong tương lai, cho dù trong truyền thông khẩn cấp đô thị, mạng trinh sát quân sự hay đội robot công nghiệp và hậu cần thông minh, công nghệ mạng ad hoc không dây sẽ trở thành một trong những tiêu chuẩn truyền thông cốt lõi cho các hệ thống không người lái.
Với khả năng kết nối mạng tự động, tự phục hồi và phân tán, mạng ad hoc không dây cung cấp các giải pháp truyền thông an toàn, hiệu quả và đáng tin cậy cho máy bay không người lái, xe không người lái và các hệ thống tự động khác. Với sự tích hợp hơn nữa của 5G, SDR và các thuật toán AI, mạng Ad-Hoc sẽ đóng một vai trò quan trọng hơn nữa trong truyền thông đội bay không người lái trong tương lai.
Các mô-đun liên kết không dây tiên tiến như FDM-6825PTM đại diện cho xu hướng này, đặt nền tảng vững chắc cho các mạng truyền thông không người lái thông minh trong tương lai.
Trong kỷ nguyên phát triển nhanh chóng của trí tuệ và tự động hóa ngày nay, các hệ thống không người lái (như UAV, UGV và USV) đã trở thành một lực lượng quan trọng trong quốc phòng, ứng phó khẩn cấp, công nghiệp và nghiên cứu khoa học. Để đạt được sự cộng tác đa máy, điều khiển từ xa và truyền dữ liệu theo thời gian thực, liên kết truyền thông không dây là cốt lõi của hệ thống. Một trong những công nghệ tiêu biểu nhất trong lĩnh vực này là Mạng Ad-Hoc Không Dây (WANET).
Mạng ad-hoc không dây là một kiến trúc mạng không dây phân tán, không yêu cầu trạm gốc cố định hoặc nút trung tâm. Tất cả các nút có thể đồng thời đóng vai trò là thiết bị đầu cuối và bộ chuyển tiếp, đạt được việc chuyển tiếp thông tin tự động và kết nối động thông qua công nghệ định tuyến đa chặng. Nói cách khác, mạng có thể tự động hình thành, duy trì và sửa chữa các đường truyền thông dựa trên việc thêm, di chuyển hoặc ngắt kết nối các nút, sở hữu tính linh hoạt và khả năng phục hồi cực kỳ cao.
Đặc tính "tự tổ chức và tự phục hồi" này làm cho nó trở nên lý tưởng để sử dụng trong các môi trường phức tạp, chưa biết hoặc thiếu cơ sở hạ tầng cho các hệ thống không người lái, chẳng hạn như các nhiệm vụ chiến thuật, cứu trợ thiên tai, giám sát rừng và tuần tra biên giới.
Trong các hoạt động đội bay UAV hoặc các nhiệm vụ công nghiệp, các liên kết điểm-điểm truyền thống thường gặp khó khăn trong việc đáp ứng các yêu cầu truyền thông động của các môi trường phức tạp. Mạng ad hoc không dây đạt được "giao tiếp đội bay" thông qua sự cộng tác đa nút, mang lại những lợi thế đáng kể sau:
Điều khiển hợp tác đa UAV: Mỗi UAV có thể đóng vai trò là một nút, chia sẻ vị trí, tốc độ và dữ liệu nhiệm vụ trong thời gian thực thông qua mạng Ad Hoc, cho phép bay theo đội hình và phối hợp nhiệm vụ.
Truyền dẫn đường dài và ngoài tầm nhìn (NLOS): Dữ liệu có thể được chuyển tiếp tự động thông qua các bộ chuyển tiếp đa chặng, duy trì liên lạc ổn định ngay cả khi một số UAV ở phía sau chướng ngại vật.
Độ tin cậy cao và khả năng chống nhiễu: Thông qua các cơ chế định tuyến động và nhảy tần số, mạng tự động chọn đường dẫn tối ưu trong môi trường nhiễu, đảm bảo tín hiệu chỉ huy và video không bị gián đoạn.
Triển khai nhanh chóng và tự phục hồi: Khi một nút ngoại tuyến hoặc bị hỏng, mạng sẽ tự động xây dựng lại đường dẫn, đảm bảo liên lạc không bị gián đoạn.
Trong các ứng dụng thực tế và công nghiệp, chẳng hạn như tìm kiếm và cứu nạn thảm họa, lập bản đồ địa hình, phòng cháy chữa cháy rừng và kiểm tra đường dây điện, mạng Ad Hoc đã trở thành một hỗ trợ truyền thông không thể thiếu cho các hệ thống đa UAV.
UGV chủ yếu được sử dụng để tuần tra đô thị, hoạt động khai thác mỏ, trinh sát chiến trường và các hoạt động đặc biệt. Những tình huống này thường liên quan đến sự cản trở tín hiệu nghiêm trọng và môi trường phức tạp, khiến cho việc liên lạc trạm gốc truyền thống không hiệu quả. Mạng ad hoc không dây cho phép UGV hình thành một mạng lưới truyền thông dạng lưới trên mặt đất:
Trao đổi dữ liệu độ trễ thấp giữa các phương tiện là có thể, hỗ trợ tránh chướng ngại vật cộng tác, lập kế hoạch đường đi và điều khiển theo thời gian thực.
Truyền dẫn đường dài giữa các phương tiện và trung tâm chỉ huy được thực hiện thông qua các bộ chuyển tiếp đa chặng, duy trì liên lạc ngay cả khi các tòa nhà cản trở kết nối giữa trung tâm điều khiển và phương tiện mục tiêu.
Truyền đồng bộ dữ liệu video và đo từ xa: Mạng ad hoc băng thông cao có thể đồng thời mang tín hiệu video độ nét cao và tín hiệu điều khiển, cung cấp một liên kết ổn định cho việc lái xe không người lái và vận hành từ xa.
Hiện tại, các sản phẩm mạng ad hoc không dây hiệu suất cao (chẳng hạn như dòng IWAVE FDM) đang kết hợp công nghệ Mạng vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm (SDR) và Mesh tự phục hồi để đạt được băng thông cao hơn (100 Mbps+), độ trễ thấp hơn (<20 ms) và hiệu suất NLOS mạnh hơn.
Sự hội tụ của các công nghệ này cho phép truyền thông hệ thống không người lái chuyển từ "điều khiển đơn máy" sang "trí tuệ đội bay", đạt được sự cộng tác thông minh phân tán thực sự.
Trong tương lai, cho dù trong truyền thông khẩn cấp đô thị, mạng trinh sát quân sự hay đội robot công nghiệp và hậu cần thông minh, công nghệ mạng ad hoc không dây sẽ trở thành một trong những tiêu chuẩn truyền thông cốt lõi cho các hệ thống không người lái.
Với khả năng kết nối mạng tự động, tự phục hồi và phân tán, mạng ad hoc không dây cung cấp các giải pháp truyền thông an toàn, hiệu quả và đáng tin cậy cho máy bay không người lái, xe không người lái và các hệ thống tự động khác. Với sự tích hợp hơn nữa của 5G, SDR và các thuật toán AI, mạng Ad-Hoc sẽ đóng một vai trò quan trọng hơn nữa trong truyền thông đội bay không người lái trong tương lai.
Các mô-đun liên kết không dây tiên tiến như FDM-6825PTM đại diện cho xu hướng này, đặt nền tảng vững chắc cho các mạng truyền thông không người lái thông minh trong tương lai.
