RU2781267C1

RU2781267C1 - Radio-electronic module of an unmanned aerial vehicle for monitoring wireless data transmission networks

Info

Publication number: RU2781267C1
Application number: RU2021136959A
Authority: RU
Inventors: Олег Юрьевич Евтушенко
Original assignee: Олег Юрьевич Евтушенко
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2022-10-11

Abstract

FIELD: radio engineering.

SUBSTANCE: present invention relates to the field of radio engineering, namely to remote monitoring in a telecommunications system. The expected result is achieved due to the fact that the radio-electronic module of an unmanned aerial vehicle for monitoring wireless data transmission networks includes a control unit 1, to which the control channel is connected, which consists of a control signal transceiver 2, a control signal amplifier 3 and an antenna 4 connected in series. A navigation channel is connected to the control unit 1, which consists of a navigation receiver 5 and an antenna 6 connected in series, and one or more wireless network monitoring channels are also connected to the unit 1, each of which includes a wireless data transmission network data signal transceiver 7, amplifier 8 and antenna 9.

EFFECT: providing the possibility of remote control from the ground by the radio-electronic equipment of an unmanned aerial vehicle for the purpose of authentication in wireless data transmission networks to control the operation of network and client equipment, as well as providing the ability to determine the location of this equipment.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к удаленному мониторингу в системе телекоммуникаций. [H04W 24/00]The invention relates to the field of radio engineering, namely to remote monitoring in a telecommunications system. [H04W 24/00]

Из уровня техники известен АВТОНОМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС СИСТЕМ СОТОВОЙ СВЯЗИ [RU 125009 U1, опубл. 20.02.2013 г.], содержащий мобильный измерительный терминал, состоящий из соединенных через USB интерфейс переносного компьютера типа IBM PC и GPS-приемника, отличающийся тем, что в мобильный измерительный терминал введен USB-модем, связанный через USB интерфейс с переносным компьютером типа IBM PC, помимо этого введены связанные последовательно друг с другом и мобильным измерительным терминалом с помощью канала передачи данных FTP-сервер и модуль обработки информации, состоящий из компьютера типа IBM PC.The prior art is known AUTONOMOUS MEASURING COMPLEX OF CELLULAR COMMUNICATION SYSTEMS [EN 125009 U1, publ. February 20, 2013], containing a mobile measuring terminal, consisting of a portable computer such as IBM PC and a GPS receiver connected via a USB interface, characterized in that a USB modem is introduced into the mobile measuring terminal, connected via a USB interface to a portable computer such as IBM PC, in addition, connected in series with each other and with a mobile measuring terminal using a data transmission channel, an FTP server and an information processing module consisting of an IBM PC type computer.

Недостатком аналога является ограниченные функциональные возможности только по исследованию зон покрытия сетей сотовой связи, а также недостаточная мобильность и невозможность мониторинга беспроводных сетей передачи данных в труднодоступных районах, обусловленная необходимостью нахождения оператора переносного компьютера в точке контроля беспроводных сетей.The disadvantage of analogue is the limited functionality only for the study of coverage areas of cellular networks, as well as insufficient mobility and the inability to monitor wireless data networks in hard-to-reach areas, due to the need for a laptop operator to be at the point of control of wireless networks.

Также из уровня техники известен СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В СОТОВЫХ ВЫШКАХ [US 9439092 B1, опубл. 06.09.2016 г.], реализуемый посредством работы беспилотного летательного аппарата с блоком управления и тепловизором, причем беспилотный летательный аппарат используют для сбора информации о тепловом излучении вышек связи, антенн или соответствующих разъемов кабелей для последующего анализа указанных данных и выявления неисправностей оборудования беспроводных сетей передачи данных.Also known from the prior art is a METHOD FOR FAULT DETECTION IN CELL TOWERS [US 9439092 B1, publ. 09/06/2016], implemented through the operation of an unmanned aerial vehicle with a control unit and a thermal imager, moreover, the unmanned aerial vehicle is used to collect information about the thermal radiation of communication towers, antennas or corresponding cable connectors for subsequent analysis of these data and troubleshooting of equipment for wireless transmission networks data.

Недостатком данного аналога является ограниченные функциональные возможности по контролю только физических проявлений неисправностей в оборудовании беспроводных сетей передачи данных.The disadvantage of this analog is the limited functionality to control only the physical manifestations of faults in the equipment of wireless data networks.

Наиболее близким по технической сущности является СОПОСОБ ТЕСТИРОВАНИЯ БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ, [US 2016309337 A1, опубл. 20.10.2016 г.], реализуемый посредством работы беспилотного летательного аппарата с конфигурацией бортового оборудования для контроля зоны покрытия беспроводных сетей передачи данных, а также навигационного оборудования, обеспечивающий сбор данных о покрытии беспроводных сетей передачи данных как на уровне земли, также до заданной высоты с бортовой обработкой данных с приложением идентификаторов местоположения, с целью составления описанием покрытия беспроводной сети в зоне ее действия.The closest in technical essence is a METHOD FOR TESTING WIRELESS DATA TRANSMISSION SYSTEMS USING UNMANNED AERIAL VEHICLES, [US 2016309337 A1, publ. October 20, 2016], implemented by means of the operation of an unmanned aerial vehicle with a configuration of on-board equipment for monitoring the coverage area of wireless data networks, as well as navigation equipment that provides data collection on the coverage of wireless data networks both at ground level, also up to a given height from on-board data processing with the application of location identifiers, in order to compile a description of the coverage of the wireless network in its area of \u200b\u200boperation.

Основной технической проблемой прототипа является невозможность дистанционного управления с земли комплектом бортового радиоэлектронного оборудования беспилотного летательного аппарата с целью аутентификации в беспроводной сети передачи данных для контроля работы сетевого и клиентского оборудования, а также невозможность определения местоположения указанного оборудования.The main technical problem of the prototype is the impossibility of remote control from the ground of a set of on-board electronic equipment of an unmanned aerial vehicle in order to authenticate in a wireless data transmission network to control the operation of network and client equipment, as well as the impossibility of determining the location of this equipment.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности дистанционного управления с земли радиоэлектронным оборудованием беспилотного летательного аппарата с целью аутентификации в беспроводных сетях передачи данных для контроля работы сетевого и клиентского оборудования, а также обеспечение возможности определения местоположения данного оборудования.The technical result of the invention is to provide the ability to remotely control the electronic equipment of an unmanned aerial vehicle from the ground in order to authenticate in wireless data networks to control the operation of network and client equipment, as well as to provide the ability to determine the location of this equipment.

Целью изобретения является устранение недостатков прототипа. The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype.

Указанный технический результат достигается за счет того, что радиоэлектронный модуль беспилотного летательного аппарата для мониторинга беспроводных сетей передачи данных, содержащий блок управления, к которому подключен навигационный приемник с антенной, а также каналы дистанционного управления и мониторинга беспроводных сетей передачи данных, которые включают последовательно соединенные с блоком управления соответствующие приемо-передатчики, усилители и антенны, при этом блок управления выполнен с возможностью приема через канал мониторинга электромагнитного сигнала беспроводной сети передачи данных, приема сигнала беспроводной сети передачи данных через навигационные антенну и приемник координат местоположения и произведения по ним привязки координат к принятому сигналу беспроводной сети передачи данных, передачи через канал дистанционного управления идентификаторов обнаруженной беспроводной сети передачи данных в наземное автоматизированное рабочее место оператора (АРМО) и получения через беспроводной канал управления от АРМО блока данных для аутентификации в указанной сети.The specified technical result is achieved due to the fact that the radio-electronic module of an unmanned aerial vehicle for monitoring wireless data networks, containing a control unit to which a navigation receiver with an antenna is connected, as well as channels for remote control and monitoring of wireless data networks, which include serially connected appropriate transceivers, amplifiers and antennas by the control unit, while the control unit is configured to receive the electromagnetic signal of the wireless data transmission network through the monitoring channel, receive the signal of the wireless data transmission network through the navigation antenna and the receiver of the location coordinates and use them to bind the coordinates to the received signal of the wireless data transmission network, transmission through the remote control channel of the identifiers of the detected wireless data transmission network to the ground operator workstation (ARMO) and received via a wireless control channel from the ARMO data block for authentication in the specified network.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг.1 показана блок-схема радиоэлектронного модуля беспилотного летательного аппарата для мониторинга беспроводных сетей передачи данных.Figure 1 shows a block diagram of the electronic module of an unmanned aerial vehicle for monitoring wireless data networks.

На фигуре обозначено: 1 – блок управления, 2 – приемо-передатчик сигналов управления, 3 – усилитель сигналов управления, 4 – антенна приема-передачи сигналов управления, 5 – навигационный приемник, 6 – навигационная антенна, 7 – приемо-передатчик сигналов беспроводных сетей передачи данных, 8 – усилитель сигналов беспроводных сетей передачи данных, 9 – антенна приема-передачи сигналов беспроводных сетей передачи данных.The figure indicates: 1 - control unit, 2 - transceiver of control signals, 3 - amplifier of control signals, 4 - antenna for receiving and transmitting control signals, 5 - navigation receiver, 6 - navigation antenna, 7 - transceiver of wireless network signals data transmission, 8 - signal amplifier for wireless data networks, 9 - antenna for receiving and transmitting signals from wireless data networks.

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

Радиоэлектронный модуль беспилотного летательного аппарата для мониторинга беспроводных сетей передачи данных содержит блок управления 1, к которому подключен канал управления, который состоит из последовательно соединенных приемо-передатчика сигналов управления 2, усилителя сигналов управления 3 и антенны 4. К блоку управления 1 подключен канал навигации, который состоит из последовательно соединенных навигационного приемника 5 и антенны 6, также к блоку 1 подключен один или несколько каналов мониторинга беспроводных сетей, каждый из которых включает приемо-передатчик сигналов беспроводных сетей передачи данных 7, усилитель 8 и антенну 9.The radio-electronic module of an unmanned aerial vehicle for monitoring wireless data transmission networks contains a control unit 1, to which a control channel is connected, which consists of a series-connected control signal transceiver 2, a control signal amplifier 3 and an antenna 4. A navigation channel is connected to the control unit 1, which consists of serially connected navigation receiver 5 and antenna 6, also one or more monitoring channels of wireless networks are connected to block 1, each of which includes a transceiver of signals of wireless data networks 7, an amplifier 8 and an antenna 9.

Блок управления 1 может быть выполнен в виде одноплатной ЭВМ с открытой архитектурой, что позволяет включать в ее состав различные программные средства для мониторинга беспроводных сетей передачи данных.The control unit 1 can be made in the form of a single-board computer with an open architecture, which allows it to include various software tools for monitoring wireless data networks.

В качестве приемо-передатчика сигналов управления 2 можно использовать приемо-передатчик радиорелейной связи или приемо-передатчик шифрованного канала связи.As a transceiver of control signals 2, you can use a radio relay transceiver or a transceiver of an encrypted communication channel.

В качестве навигационного приемника 5 можно использовать приемник ГЛОНАС или GPS.As a navigation receiver 5, you can use the GLONAS or GPS receiver.

В качестве приема-передатчика сигналов беспроводных сетей передачи данных 7 можно использовать Wi-Fi модуль или GPRS модуль или LTE модуль или WCDMA модуль или GSM модуль.As a receiver-transmitter of signals of wireless data networks 7, you can use a Wi-Fi module or a GPRS module or an LTE module or a WCDMA module or a GSM module.

Радиоэлектронный модуль беспилотного летательного аппарата для мониторинга беспроводных сетей передачи данных используется следующим образомThe radio-electronic module of an unmanned aerial vehicle for monitoring wireless data networks is used as follows

Первоначально заявленный радиоэлектронный модуль устанавливают на беспилотном летательном аппарате самолетного типа среднего радиуса действия, после чего данный радиоэлектронный модуль по беспроводному каналу связи сопрягают с наземным автоматизированным рабочим местом оператора для удаленного управления программными средствами блока управления 1.Initially, the declared radio-electronic module is installed on an unmanned aerial vehicle of a medium-range aircraft type, after which this radio-electronic module is connected via a wireless communication channel with a ground-based automated workplace of the operator for remote control of the software of the control unit 1.

После чего производят запуск летательного аппарата и направляют его для мониторинга беспроводных сетей передачи данных в заданный район, при этом летательный аппарат находится на постоянном эшелоне. При прохождении беспилотным летательным аппаратом через зону покрытия беспроводной сети передачи данных антенна 9 принимает электромагнитный сигнал беспроводной сети передачи данных, который усиливают в блоке 8 и подают на приемо-передатчик 7, который производит демодуляцию и декодирование принятого сигнала и передает его в блок управления 1.After that, the aircraft is launched and sent to monitor wireless data transmission networks in a given area, while the aircraft is at a constant flight level. When an unmanned aerial vehicle passes through the coverage area of a wireless data network, antenna 9 receives an electromagnetic signal of a wireless data network, which is amplified in unit 8 and fed to transceiver 7, which demodulates and decodes the received signal and transmits it to control unit 1.

Блок управления 1 при приеме сигнала беспроводной сети передачи данных через антенну 6 и навигационный приемник 5 принимает координаты местоположения и по ним производит привязку координат к принятому сигналу беспроводной сети передачи данных.The control unit 1, when receiving a signal of a wireless data network through the antenna 6 and the navigation receiver 5, receives the location coordinates and, using them, binds the coordinates to the received signal of the wireless data network.

После этого блок управления 1 через приемо-передатчик сигналов управления 2, усилитель 3 и антенну 4 передает в наземное автоматизированное рабочее место идентификаторы обнаруженной беспроводной сети передачи данных, после чего оператор по беспроводному каналу управления передает в блок 1 данные для аутентификации в указанной сети, после чего блок управления 1 указанные данные передает в сетевое оборудование через приемо-передатчик 7, усилитель 8 и антенну 9 и получает доступ к обнаруженной беспроводной сети передачи данных.After that, the control unit 1, through the transceiver of control signals 2, the amplifier 3 and the antenna 4, transmits to the ground automated workstation the identifiers of the detected wireless data transmission network, after which the operator transmits data to the unit 1 via a wireless control channel for authentication in the specified network, after whereupon the control unit 1 transmits the indicated data to the network equipment through the transceiver 7, the amplifier 8 and the antenna 9 and gains access to the detected wireless data network.

После чего оператор дистанционно с наземного автоматизированного рабочего места производит мониторинг сетевого и клиентского оборудования беспроводной сети передачи данных для их настройки, конфигурации или контроля работы.After that, the operator remotely monitors the network and client equipment of the wireless data transmission network from a ground-based automated workplace for their setup, configuration or operation control.

Заявленный радиоэлектронный модуль позволяет определять координаты сетевого и клиентского оборудования беспроводных сетей передачи данных, для чего максимально высокий уровень мощности принятого сигнала сопоставляется с текущими координатами навигационной системы беспилотного летательного аппарата. Обработка сигналов от источников электромагнитного излучения может осуществляться как блоком управления 1, так и на наземном автоматизированном рабочем месте оператора.The claimed radio-electronic module allows to determine the coordinates of the network and client equipment of wireless data networks, for which the highest power level of the received signal is compared with the current coordinates of the navigation system of the unmanned aerial vehicle. The processing of signals from sources of electromagnetic radiation can be carried out both by the control unit 1 and at the operator's ground automated workplace.

Радиоэлектронный модуль позволяет осуществлять одновременно мониторинг разнородных беспроводных сетей передачи данных, например, GSM и Wi-Fi сетей, при подключении к блоку управления 1 соответствующих каналов мониторинга беспроводных GSM и Wi-Fi сетей, каждый из которых включает соответствующие приемо-передатчики сигналов беспроводных сетей передачи данных, усилители и антенны.The radio-electronic module allows simultaneous monitoring of heterogeneous wireless data transmission networks, for example, GSM and Wi-Fi networks, when connected to the control unit 1 of the corresponding monitoring channels for wireless GSM and Wi-Fi networks, each of which includes the corresponding signal transceivers of wireless transmission networks data, amplifiers and antennas.

Технический результат заявленного изобретения – обеспечение возможности дистанционного управления с земли радиоэлектронным оборудованием беспилотного летательного аппарата с целью аутентификации в беспроводных сетях передачи данных для контроля работы сетевого и клиентского оборудования достигается за счет того, что радиоэлектронный модуль включает канал управления, который обеспечивает дистанционное управление блоком 1, который посредством каналов мониторинга беспроводных сетей передачи данных позволяет принимать их сигналы, определять местоположение сетевого оборудования, регистрироваться в беспроводных сетях с целью контроля правильности работы сетевого и клиентского оборудования.The technical result of the claimed invention is the provision of the possibility of remote control from the ground of the electronic equipment of an unmanned aerial vehicle for the purpose of authentication in wireless data networks to control the operation of network and client equipment is achieved due to the fact that the electronic module includes a control channel that provides remote control of unit 1, which, through monitoring channels of wireless data networks, allows you to receive their signals, determine the location of network equipment, register in wireless networks in order to control the correct operation of network and client equipment.

Кроме того, использование стандартных компонентов в заявленном радиоэлектронном модуле позволяет с минимальными затратами организовать дистанционный мониторинг беспроводных сетей передачи данных с использованием беспилотных летательных аппаратов.In addition, the use of standard components in the claimed radio-electronic module makes it possible to organize remote monitoring of wireless data networks using unmanned aerial vehicles at minimal cost.

Claims

Radio-electronic module of an unmanned aerial vehicle for monitoring wireless data networks, containing a control unit to which a navigation receiver with an antenna is connected, as well as channels for remote control and monitoring of wireless data networks, which include corresponding transceivers, amplifiers and antennas connected in series with the control unit, wherein the control unit is configured to receive the electromagnetic signal of the wireless data transmission network through the monitoring channel, receive the signal of the wireless data transmission network through the navigation antenna and the receiver of the location coordinates and use them to bind the coordinates to the received signal of the wireless data transmission network, transmit through the remote control channel identifiers of the detected wireless network for data transmission to the operator's ground automated workstation (ARMO) and receiving a data block via the wireless control channel from ARMO for authentication on the specified network.