Interagera med drönarsvärmar: Detektering, lokalisering, kommunikation och störning

Interacting with Drone Swarms: Detection, Localization, Communication, and Jamming.

Drönarindustrins tillväxt ökar exponentiellt med flera sektorer som planerar att förlita sig på drönare (även kallade unmanned aerial vehicles, UAV) för att tillhandahålla olika tjänster, både i civila och militära sammanhang, såsom flygbilder, stads-/katastrof-/folkmassahantering, brottsbekämpning, räddningsinsatser och sportstreaming.

Denna 枚kning medf枚r dock betydande utmaningar i kommunikationen och kontrollen av ett stort antal dr枚nare, s盲rskilt p氓 l氓nga avst氓nd och h枚ga h枚jder. Ut枚ver detta blir 枚vervakning av dr枚nare p氓 l氓g h枚jd med traditionella radarsystem allt sv氓rare. 脛ven allvarliga integritets- och s盲kerhetshot uppst氓r, eftersom dr枚nare kan missbrukas f枚r illegitima aktiviteter som att bryta mot flygf枚rbudszoner, spionera p氓 privata platser, genomf枚ra cyberattacker eller utf枚ra terrorist- och riktade attacker mot kritisk infrastruktur.

V氓r forskning fokuserar p氓 f枚ljande tre omr氓den:

Kommunikation med dr枚nare

Massiv MIMO-teknik erbjuder tillf枚rlitlig kommunikation med dr枚nare b氓de p氓 korta och l氓nga avst氓nd. Millimeter Wave Massive MIMO har redan anv盲nts f枚r att uppn氓 h枚ga datatakter f枚r sportstreaming via dr枚narsv盲rmar. Vid anv盲ndande inom katastrofhantering och r盲ddningsinsatser kan massiv MIMO-st枚dda dr枚nare potentiellt t盲cka st枚rre omr氓den. M氓nga utmaningar kvarst氓r dock, d盲ribland noggrann kartl盲ggning av dr枚narbanor, uppskattning av dr枚nare-till-basstation-kanaler och hantering av effekter i uppkomst av icke-station盲ra system.

St枚rning av fientliga dr枚nare

Under de senaste 氓ren har fientliga styrkor anv盲nt ett stort antal dr枚nare f枚r hemliga operationer, s氓som flygbilder av s盲kerhetsk盲nsliga omr氓den, och f枚r milit盲ra attacker. Det rapporteras att i Ukraina att endast i 2024 har hundratusentals dr枚nare anv盲nts. P氓 grund av deras stora antal och lilla storlek 盲r dr枚nare i en sv盲rm sv氓ra att effektivt uppt盲cka, lokalisera och f枚rst枚ra. Ett alternativ 盲r att st枚ra de radiofrekvenskanaler som dr枚narna anv盲nder f枚r att kommunicera och navigera. Detta kr盲ver kostnadseffektiva signalbehandlingstekniker. Massiva MIMO-basstationer, b氓de i bi- och monostatiska l盲gen, kan anv盲ndas f枚r att skatta dr枚nare-till-basstation-kanaler, kartl盲gga deras banor och rikta st枚rsignaler mot dem.

Anv盲nda 5G-infrastruktur f枚r att uppt盲cka dr枚nare

F枚rvarningssystem har blivit allt viktigare f枚r att s盲kerst盲lla s盲kerheten f枚r m盲nniskor och infrastruktur. F枚r att bem枚ta dessa utmaningar kan 5G-radiosignaler effektivt anv盲ndas f枚r att uppt盲cka n盲rvaron av intr盲ngande UAV:er i begr盲nsade omr氓den. Dessutom driver det framv盲xande konceptet med integrerad avk盲nning och kommunikation mobiln盲t mot perceptiva mobiln盲t. Denna utveckling inneb盲r investeringar i integrationen av avk盲nningsfunktioner i nuvarande mobiln盲t, f枚r att st枚dja s氓dana till盲mpningar.

Projekt

ALERT: eArLy warning systEms for dRone detection based on disTributed integrated sensing and communication, finansierat av .

Relaterade publikationer

Jopanya, Palatip, and D. P. M. Osorio. "" arXiv preprint arXiv:2504.02641 (2025).
X. A. F. Cabezas and D. P. M. Osorio, "" in IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 60, no. 5, pp. 6517-6530, Oct. 2024.
X. A. F. Cabezas, D. P. M. Osorio and M. Juntti, "" 2024 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), Dubai, United Arab Emirates, 2024.
Chandhar, Prabhu, Danyo Danev, and Erik G. Larsson, "Massive MIMO for communications with drone swarms," IEEE Transactions on Wireless Communications, 2017.

Involverade forskare

福利姬