Τεχνολογία 5G και εφαρμογές σε ρομποτικά και μη επανδρωμένα συστήματα

Καρπέτας, Βασίλειος

5G technology implementation and applications in robotic and unmanned systems

Διπλωματική εργασία

Author

Καρπέτας, Βασίλειος

Date

2022-10-13

Advisor

Παπουτσιδάκης, Μιχαήλ
Symeonaki, Eleni

Διπλωματική Εργασία (2.813Mb)

Keywords

5G ; Ρομποτικά συστήματα ; Διαδίκτυο πραγμάτων ; Internet of things ; Ασύρματες επικοινωνίες ; SDN ; UAV ; Μη επανδρωμένα ιπτάμενα οχήματα ; Ασύρματα δίκτυα

Abstract

Οι αναδυόμενες υπηρεσίες κινητής τηλεφωνίας 5G διερευνώνται και κατηγοριοποιούνται από την οπτική γωνία όχι των παρόχων υπηρεσιών, αλλά και των τελικών χρηστών. Η ανάπτυξη των υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας 5G βασίζεται σε μια εντατική ανάλυση των παγκόσμιων τάσεων στις υπηρεσίες κινητής τηλεφωνίας. Επιπλέον, περιγράφονται αρκετές απαραίτητες απαιτήσεις υπηρεσίας, απαραίτητες για την υλοποίηση των σεναρίων εξυπηρέτησης που παρουσιάζονται. Για να απεικονιστούν οι αλλαγές στις κοινωνίες και στην καθημερινή ζωή στην εποχή του 5G, πέντε μεγάλες τάσεις εξετάζονται, συμπεριλαμβανομένης της μεγιστοποίησης της κίνησης δεδομένων κινητής τηλεφωνίας, της ταχείας αύξησης των συνδεδεμένων συσκευών, τα πάντα στο cloud, τα υπερρεαλιστικά μέσα για τις υπηρεσίες σύγκλισης και η γνώση ως υπηρεσία που ενεργοποιούνται από την ανάλυση μεγάλων δεδομένων. Με βάση αυτές τις τάσεις, ταξινομούνται οι νέες υπηρεσίες 5G σε πέντε κατηγορίες όσον αφορά τους τελικούς χρήστες εμπειρία ως εξής: καθηλωτικές υπηρεσίες 5G, έξυπνες υπηρεσίες 5G, πανταχού παρούσες υπηρεσίες 5G, αυτόνομες υπηρεσίες 5G και δημόσιες υπηρεσίες 5G. Επιπλέον, παρουσιάζονται αρκετά σενάρια υπηρεσιών 5G σε κάθε κατηγορία υπηρεσιών και προτείνονται βασικές τεχνικές απαιτήσεις για την υλοποίηση των προαναφερθεισών υπηρεσιών 5G, καθώς και ανάλυση ανταγωνιστικότητας για τις βιομηχανίες υπηρεσιών/συσκευών/δικτύων 5G και την τρέχουσα κατάσταση των τεχνολογιών 5G. Στη συνέχεια γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στην εφαρμογή του 5G στα μη-επανδρωμένα ιπτάμενα οχήματα (UAV) και στο πως αυτά μπορούν να αποτελέσουν έναν καθοριστικό παράγοντα στην καθημερινή ζωή των επόμενων γενιών, απλοποιώντας πολλές χρονοβόρες καταστάσεις. Τέλος, δίνεται μια σύντομη αναφορά για χρήση 5G σε ρομποτικά συστήματα και επικοινωνία μηχανής προς μηχανή.

Abstract

Emerging 5G mobile services are explored and categorized from the perspective of not only service providers, but also end users. The development of 5G mobile services is based on an intensive analysis of global trends in mobile services. In addition, several necessary service requirements are described, necessary for the implementation of the presented service scenarios. To illustrate the changes in societies and daily life in the 5G era, five major trends are examined, including the maximization of mobile data traffic, the rapid growth of connected devices, everything in the cloud, hyperreal media for convergence services, and knowledge as a service enabled by big data analysis. Based on these trends, new 5G services are classified into five categories in terms of end-user experience as follows: immersive 5G services, smart 5G services, ubiquitous 5G services, autonomous 5G services and public 5G services. In addition, several 5G service scenarios in each service category are presented and key technical requirements for the implementation of the 5G services are proposed, as well as a competitive analysis for the 5G service/device/network industries and the current state of 5G technologies. Then special reference is made to the application of 5G to unmanned aerial vehicles (UAVs) and how they can be a decisive factor in the daily life of the next generations, simplifying many time-consuming situations. Finally, a brief report is given on the use of 5G in robotic systems and machine-to-machine communication.