作者：MNA 团队 | 2024 年 11 月 4 日
传统上以服务质量/体验质量为中心的移动网络性能评估活动是在地面进行的，例如使用专用于大规模基准测量活动的 Benchmarker 3 等车载路测装置，或者使用适用于室内测试或步测的 Freerider 4 等便携式背包测试系统。不过，我们来自匈牙利的创新技术客户 Wandel Services 将网络测试提高到了新的高度——字面意义上的新高度。他们在无人机上安装罗德与施瓦茨设备，开发出一种创新的自动化空中测试方法。经过长达两年的实验和试验后，这款解决方案已经完成了首批委托的网络基准测试活动，现已准备上市。
本次采访邀请到了 Zoltan Molnar 来分享这款解决方案从创意构思到最终落地的整个过程，他是 Wandel Services 的总经理，也是 位于杰尔的塞切尼·伊什特万大学 的名誉副教授，更是为这款突破性解决方案提供远见卓识的幕后功臣。
注：在采访的最后，我们还对比了其他搭载罗德与施瓦茨产品的基于无人机的网络测试解决方案。
图 1：Zoltan Molnar 和他的移动网络测试无人机系统（位于射频测试屏蔽室内）
哪些移动网络测试和基准测量挑战促使您决定开发这款基于无人机的解决方案呢？与传统方法相比，这种新方法如何更加有效地解决这些挑战？
Zoltan Molnar：
从专业上来说，我从事移动网络测试方面的工作已经有 20 多年。在几十年前的时候，当时我还没有上大学，只是一所中学的航空仪表系的学生。即使生活将我推向了电信测试设备领域，但我在内心深处仍然“渴望飞翔”。
所以我一直关注着各种飞行器，特别是那些可以在日常生活中使用的飞行器。不久前，无人机的发展迈上了新的台阶，开始得到了广泛传播，相应的飞行规定也随之出现。在一开始，业余爱好者和专业人士首当其冲。后来无人机变得越来越好，我们就逐渐习惯了。
无人机很快就在工业领域和政府工作的各个方面得到了广泛的应用。有一天，我看到了一篇文章，上面提到一些无人机已经进入了市场，还可以使用公共移动网络来传输视频。这个话题得到了进一步的深入探讨，有人预测甚至可以通过移动网络来控制无人机。现在这个已成为现实。
我和移动网络测试解决方案打交道这么多年，也曾经想象过移动服务提供商会露出诧异的表情问道：“无人机已经被用到农业和包裹运输了，难道我们要在荒无人烟的地方部署响应迅速的宽带数据网络吗？”“如何在空中测试无人机呢？”
对于第一个问题，答案是肯定的。因为农业无人机就是在地广人稀的地方飞行的。在远离人口稠密地区的地方，也出现了新的地面使用场景。
第二个问题的答案显而易见：路测汽车和 Freerider 背包飞不起来，所以我们必须将移动网络测试系统安装到无人机上。
图 2：准备起飞的无人机
您能详细说明与路测汽车和背包这些现有的测量设备的集成过程吗？这种模块化特性是如何增强网络测试的灵活性和效率的？
Zoltan Molnar：
最重要原因就是我们经常说的“工程师的懒惰”：不要重新发明轮子。另一方面是因为无论我什么时候提到这个话题，几乎每个人都想立即看到解决方案。所以我检查了一下目前已经有的产品：有满足尺寸要求的无人机，还有 Benchmarker 3 和 Freerider 4。那我们为什么不把它们放到一起呢？
虽然这个概念从理论上看似乎很简单，但我们的旅程远非一帆风顺。我们面临的第一个难题是找到合适的无人机。如果我们告诉制造商，我们买了无人机后就会立即把它拆掉，制造商基本上都不会同意，因为这往往会导致保修问题。但是，我们的坚持最终得到了回报。匈牙利的农业无人机制造商 ABZ Innovation 非常理解我们的独特需求，支持我们自由地践行自己的想法。
SZESAT 和 DDC 是位于杰尔的塞切尼·伊什特万大学的两个学生组织，他们极具创新精神，而且非常热情。在他们的积极帮助下，我们拆下了无人机的喷洒系统和泵，安装了 Benchmarker/Freerider 部件，然后进行了首次试飞。飞行时间非常短。我们必须“意识到”，与喷洒化学药剂的无人机不同，我们的无人机不会很好地将有效载荷逐渐喷洒到地面，所以它的着陆重量和起飞重量一样，在整个飞行过程中需要大量的能源。
面对飞行时间短的问题，我们果断采取了行动。我们拆除了测试系统中所有不必要的组件，无人机制造商也为我们安装了第二个飞行电池舱和更高效的新转子。通过这些方法再加上我们的决心，测量的净飞行时间增加到了 20 到 35 分钟。考虑到无人机的速度很快，这个结果让我们非常满意。
最终，我们得到了一个与所有现有的罗德与施瓦茨基准测量解决方案完全兼容的系统。无人机可以通过支架搭载最多 8 个 QualiPoc 设备，并与 Freerider 4 使用相同的 TSME6 扫频仪和 NCM 固定部件，其作用与运行 SmartBenchmarker（或 Romes）的 Freerider 4 或 Benchmarker 3 完全相同。唯一的区别就是无人机是飞起来的。这种兼容性可以让利益相关者放心，也凸显了我们项目的集成能力。
图 3：网络基准测量解决方案概览
电信运营商或监管机构使用这种基于无人机的基准测量系统来管理网络性能，可以获得的最大好处是什么？
Zoltan Molnar：
最初的市场反应表明，人们对这款解决方案的预期用途存在重大误解。移动网络运营商会质疑：“未来的基准测量会使用无人机并且是自动化的吗？”路测公司对此也很担心：“这种创新会不会把路测服务淘汰掉？”
这两个问题的答案都是否定的。
根据实际的飞行规定，无人机（尤其是这种尺寸和重量的无人机）并不能在人口稠密的地区合法飞行。这种无人机飞起来更加危险，而且严禁在人们的头顶上飞行。如果不能使用无人机，那关于通过移动网络来操作无人机的基础问题就无关紧要了。从传统的路测角度来看，使用无人机毫无意义。有人的地方就有路，至少有人行道，可以轻松使用路测汽车和 Freerider 背包。
但是，如果遇到“就目前来看并不寻常”的情况时，挑战就来了。就农业领域而言，路测汽车在这种环境中无法行驶，越来越多的现代农业机械需要连接移动网络。对于路测汽车开不进去的工业场所，例如大型铁路货运站、化工场所、矿山等，我们仍然是在地面进行测试。然后就是无人机行业，相应的民标和非民标测试高度从地面到地平面以上 120 米的高度。
对于监管机构和负责服务质量的电信运营商部门来说，解决这些挑战的办法是使用“基准无人机”。这些专为基准测量而设计的无人机可以有效满足电信行业的独特测试需求。
但是，更令人头疼的问题随之出现：在远离任何城市或村庄的地区，在多大程度上由移动运营商来负责 120 米高空的数据覆盖？专网会解决这个问题吗？相关机构对此如何进行监管？我们的主要看法是，现在可以进行准确的测量来解决这些讨论中的难题。
这个系统面向哪些客户群？可以进行哪些测试用例？能够为客户提供哪些见解？
Zoltan Molnar：
刚才说的正好回答了这个问题的核心。这个系统面向所有的移动网络提供商、路测公司和监管机构。根据它的技术设置，这些用户可以使用现有或未来购买的基准测量设备和探头来测量并获得各种测试结果。
在整个实验和微调过程中，我们始终牢记两个要点，保证所有现有和未来的客户都能顺利扩展测试维度，并为他们节省预算。我们的系统旨在实现成本效益，为客户提供经济效益，让他们对我们产品的价值更有信心。
- 除了无人机之外，客户不用实施和学习任何新的测试系统部件。对于已经拥有 Benchmarker 3 或 Freerider 4 的客户，他们还可以驾驶路测汽车（装载折叠起来的无人机）前往现场，只需要从系统中拆下相应数量的 QualiPoc 手机、扫频仪和 NCM，再将它们装到无人机上，就可以开始飞行。整个测试装置可以使用现有的 Benchmarker 系统进行控制和编程，测试结果也可以发送到现有的后处理软件。根据与无人机制造商签订的欧盟范围内的经销商合同，Wandel-Services 可以根据实际需求提供“仅无人机”套装或完整的系统。
- 这个系统属于 C4 类无人机，这一点非常重要：它可以在特定的欧盟国家的航空管理局进行注册，并使用简单的 A3 无人机操作员执照作为开放飞行类别的无人机飞行，例如商业业余无人机。（当然，在飞行过程中必须遵守这些类别的规定。）我们非常关注重量参数，即使无人机上搭载了 8 个 QualiPoc 设备、一个 TSME6 和一个 NCM，最大起飞重量 (MTOM) 也低于 25 公斤。（实际上只有 24.8 公斤。）这个为什么很重要？因为这样一来，只需要基础的无人机操作员执照就可以了。在上述使用场景中，在欧盟地区内不需要申请特殊的飞行操作许可和复杂的禁飞区，所以客户不必安排拥有特殊技能的员工或专职员工。
您能简单解释这个技术装置吗？如何将所有必需的罗德与施瓦茨设备安装到无人机上呢？
Zoltan Molnar：
如系统拓扑图所示，Freerider 4 或 Benchmarker 3 的逻辑保持不变。当系统安装到“准备飞行”状态时，就像 Freerider 4 一样运行。
原则上说，我们也可以将背包固定在无人机上，但这样就会超过目标重量，导致飞行时间变短，这就没有用。所以我们拆掉了所有不必要的组件。当然，从商业角度来看，我们不是把 Freerider 背包卖给无人机用户，而是销售所需数量的 QualiPoc 设备、扫频仪和带有相关软件选件的 NCM 计算机。
由于我们用的是飞行器，所以我们使用手机支架和 TSME6/NCM 托盘来保护设备，以免设备掉落和被弹起的颗粒（例如被转子吹起的风带起来的小石子）打中，同时保持良好的冷却效果。我们在下部托盘上安装了一个与系统兼容的轻巧型 USB 集线器和测试系统的电源。除了 GNSS 和扫频仪天线电缆之外，所有设备都连接到一定长度的电缆（由于重量限制，电缆不会延长），因为在第一版系统中，我们希望保留原始的射频状态。
测试系统的供电机制仍在改进当中。目前我们使用的是用于飞机模型的轻量级热插拔锂聚合物电池和电源稳定器。这样，测试系统比使用两个飞行电池时的飞行时间长得多。相关实验正在进行中，以便将这种供电机制改为使用小型逆变器，直接通过无人机的主飞行电池为测试系统供电。与使用主电池外加 12V/10A 电池相比，进一步降低有效载荷重量后飞行时间会更长。
除此之外，我们还使用驰名产品 Freerider 4 平板电脑来访问 NCM，也可以通过普通笔记本电脑或路测汽车的控制器（如果客户有的话）来控制 NCM。
当无人机系统达到其最新状态后，我们在屏蔽室进行了高精度射频发射测试，确保无人机控制和高功率电子设备不会产生可能破坏测试结果的干扰信号。
无人机的默认配件及其“任务规划器”非常适合用来控制无人机。从理论上讲，可以通过测试系统的控制笔记本电脑来运行无人机的任务控制程序，但出于安全原因，不建议这样做。
图 4：网络基准测量无人机系统的硬件设置
您能否分享一些关于早期采用者或测试案例的看法，比如谈一谈与 Magyar Telekom 等公司的合作，以此说明一下这个系统对网络基准测量的影响？
Zoltan Molnar：
好的，我们惊讶地发现这种情况越来越多了。在首次成功试飞后，我们开始与 DT 的子公司 Magyar Telekom 讨论可能性和演示测量，因为他们收到了一些关于高空移动网络行为的问题。我们在无人机项目的早期阶段进行了这些测试，并得到了很好的结果。当时，MT 的路测系统部件安装在无人机上，有趣的一点是，路测车辆是在现场进行控制的，而无人机上的 Benchmarker 则是在距离 Telekom 总部 120 公里的地方进行配置和控制。
一个重要环节是我们与塞切尼·伊什特万大学的卫星小组 SZESAT 合作进行了一系列测试，将无人机的可能应用和能力与齐柏林式飞艇的测量用例进行了比较。光这一项测试就为我们提供了许多结果。除了这些有用的测试结果之外，我们还收集了许多参数来修改有效载荷并优化无人机。当时 ABZ Innovation 也修改了这种类型的无人机，并开始制造不搭载化学喷洒系统的无人机。
不久前，我们收到了匈牙利一家路测公司发来的第一份报价请求。我们由此启动了与 ABZ Innovation 就其所有产品签订的欧盟地区经销商合同。
不过，这些都是“典型”的空中基准测试用例，测试结果都是众所周知的 KPI，只是需要进行一些 3D 演示。
从移动网络测试的角度来看，可能会改变整个移动通信领域的最独特、不常见的测试用例正在进行中：
客户是匈牙利的空中导航服务提供商 HungaroControl。这个项目是在匈牙利全国范围内在 120 米以下空域进行移动网络可用性/基准测试活动，以便检查基于 SIM 的无人机应答器的运行是否可靠。
虽然自从 2024 年 1 月以来，欧盟就强制规定使用“基础”无人机识别电子设备（市场上称之为内置或挂接设备），以确保适当控制无人机系统及其操作员的权限，但目前大部分无人机都是基于 WiFi/蓝牙，并不适合真正用作应答器来有效管理空中交通。
为了确保所有飞行器的安全运行，全球航空业组织（ICAO、FAA、NASA、EASA、欧盟委员会、供应商等）*正在加紧开发标准化的“无人机系统交通管理”(UTM) 系统。
简单来说，这相当于一种用于无人机和实时操作的 Flightradar24 系统。一些转发器设备已经上市，这些都是基于 SIM 的轻量型网络远程 ID 电路，可以连续传输 UTM 系统所需的飞行器参数和位置数据等。
今天，这些设备主要使用公共移动服务提供商的 4G 移动数据网络，但 ITU 和 3GPP 也参与到讨论当中，因此业内对用于 UTM 系统的新移动技术寄予厚望。
不言而喻，只有保证适当的移动数据网络覆盖，这些设备才能正常运行。无人机/无人机系统的高度范围尚不明确，至少目前还未经过测试。
因此，这个项目旨在测试在匈牙利领土上如何在从 0 米到 120 米的地平面以上高度满足这些要求。
毋庸置疑，移动网络服务提供商和电信当局很快就会根据这个话题开展相应活动。
*有关无人机和无人机系统的更多参考资料：
采用罗德与施瓦茨技术的无人机网络测试解决方案对比
除了上文提及的 Wandel Services 无人机解决方案之外，罗德与施瓦茨技术还集成到了诺基亚无人机网络的另一款无人机网络测试解决方案中。在本节中，我们将简要介绍这两种解决方案及其主要客户用例。
注意：罗德与施瓦茨不销售任何基于无人机的解决方案。所列解决方案可从上述公司购买。
采用罗德与施瓦茨技术的无人机网络测试解决方案对比
