FIERCE: Millorar les comunicacions de la Internet of Everything aerotransportat

L'objectiu principal del projecte FIERCE és integrar de manera segura i eficient els drons en les xarxes de comunicació existents, i contribuir al desenvolupament sostenible del seu ecosistema. El projecte té un enfocament dual, és a dir, pretén millorar les comunicacions, tant des dels drons cap a la infraestructura (U2I/A2G, UAV to infrastructure/Air to Ground) com entre drons (U2U/A2A, UAV to UAV/Air to Air). En el projecte es dissenyarà, analitzarà i optimitzarà la integració de drons en xarxes cel·lulars, i s'estudiaran i milloraran especialment les comunicacions A2A i A2G per a garantir la seva escalabilitat i fiabilitat.

FIERCE s'emmarca en el context de la Internet of Everything (IoE), des del qual es pretén satisfer les expectatives d'escalabilitat, intel·ligència i diversitat en la comunicació sense fil.

El projecte consta de dues fases diferents, cadascuna d'elles amb enfocaments específics:

La primera fase es centra en l'obtenció d'informació i el desenvolupament i avaluació d'eines teòriques, l’anàlisi de diferents models de comunicació (com l'anàlisi i la planificació de ràdio en 3D, l'estudi d'estratègies de gestió de recursos ràdio o la recerca sobre requisits de latència i interferències per a operacions remotes de drons), i la caracterització de dispositius reals. Durant aquesta fase, es treballarà també en el disseny del sistema de manera iterativa (recopilació de dades, utilització d'eines de simulació i optimització).

En la segona fase, s'aplicarà el coneixement obtingut a través de proves en prototips de laboratori, i s'implementaran solucions realistes. En aquest sentit, una part important de les activitats es dedicarà a la implementació i a aspectes relacionats amb el maquinari fent ús d'un recurs únic com és el DroneLab de Castelldefels.

En el marc del projecte, la base serà la tecnologia 5G, però s'aplicaran conceptes més avançats com el 3D beamforming –permetent enfocar el senyal cap al receptor no sols en horitzontal, sinó també en vertical– per a maximitzar el rendiment al llarg de les vies aèries, i s'estudiaran compromisos entre l'ús de MU-MIMO  –ús de diverses antenes per a optimitzar la cobertura i velocitat de múltiples usuaris– amb feixos molt estrets per a aconseguir una alta capacitat en terra i topologies que redueixen la selectivitat horitzontal. 

A l'àmbit del IoE, participaran altres tecnologies com Bluetooth, LoRa i similars. A més, s'exploraran algorismes de gestió de recursos basats en IA i estratègies d'energia intel·ligent per a minimitzar la latència i la interferència en escenaris IoE massius.

El projecte FIERCE està alineat amb l'estratègia i els objectius de la Comissió Europea "Estratègia Europea per als Drons 2.0" adoptada al novembre de 2022. Tenint en compte que el mercat actual de drons té un enorme potencial de creixement, amb una demanda europea estimada en més de 15 mil milions d'euros a l'any per a 2050, la qual cosa representa el 10% del mercat de l'aviació, s'espera que les operacions civils de drons, ja sigui a través d'agències governamentals o empreses comercials, generin la major part d'aquest creixement econòmic. 

FIERCE contribuirà a impulsar la competitivitat d'Espanya i Europa en les comunicacions mòbils i amb drons. Els resultats esperats, com el disseny d'algorismes d'intel·ligència artificial, emuladors de maquinari i la publicació d'extensos conjunts de dades de mesures, podran servir a proveïdors de tecnologia mòbil, operadors de xarxa i fabricants de drons, així com a altres empreses més petites que ofereixen solucions per al IoT / IoE. 

Pressupost i finançament

El projecte està dotat d'un pressupost total de 143.750 €, i ha estat finançat a través del Pla Estatal de Recerca Científica i Tècnica i d'Innovació 2021-2023 (Agència Estatal de Recerca). Té una durada de 3 anys (2023-2026).