低空飛行ドローン（地上から400フィート以下の高さを飛行するドローン）の利点は豊富で、変革をもたらす。荷物の配達だけでなく、重要な医療物資を届けたり、パイプライン、送電線、道路、橋などの重要なインフラの点検や監視を支援することができる。
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ドローンはまた、自然災害後の評価、危険な状況の監視、捜索、救助、調査作業で公共安全要員をサポートすることで、有意義な公共安全の利益を提供できる。ドローンの普及には経済的なメリットもある。ABIは、商業用小型ドローン市場が生み出す現在の収益は、2026年までに87億ドル、2028年までに124億ドルに達すると予測している。
このようなメリットを実現するためには、ドローンの運用は安全でスケーラブルでなければならない。飛行中の危険な衝突を防ぐためには、ドローンの衝突管理と障害物回避（固定障害物と一時的障害物の両方）に2つの側面から取り組む必要がある。
1つ目は戦略的デコンフリクトで、飛行の計画と調整の側面と、ネットワーク接続が可能な場合、リアルタイムの飛行監視と計画の修正が含まれる。連邦航空局（FAA）では、この第一の要素に対応する戦略的無人航空機システム（UAS）交通管理システム（UTM）の開発に向けた作業がすでに進められており、ドローンとUTM間のリアルタイム見通し外通信（BVLOS）を活用している。
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しかし、低空飛行ドローンの運用が大規模化し始めると、UTMサービスだけでは、ドローンの飛行が同時に集中する混雑した空域での安全なドローン運用をうまく管理できなくなる。
例えば、UTMサービスは、予期せぬ飛行物体の回避にタイムリーに対応できない可能性があり、また、ドローンが突然技術的な問題に直面し、交通量の多い通路に直ちに着陸する必要がある場合に、リアルタイムで対応できない可能性がある。UTMサービスはまた、ネットワーク接続が利用できなかったり、過負荷であったり、著しく劣化していたりする場合や、潜在的な競合関係にあるドローンが異なるUTMサービス・プロバイダーによって管理されている場合にも、制限に直面する。
UTMサービスを補完するものとして、即座に検出される衝突に対処するための戦術的デコンフリクションが必要である。A2Xは検知・回避通信を提供し、ネットワーク接続のないドローンの戦術的デコンフリクションをサポートする。
A2X通信は、航空の安全性を高め、国土空域でより効率的な飛行を可能にする。これを実現するためには、ドローン間通信専用の周波数帯が必要である。Qualcomm TechnologiesはFCCに対し、5030MHz帯に20MHzのチャンネルを割り当てるよう要求する。5030MHz帯は世界的に航空運用のために特定されており、米国でのA2Xアプリケーションをサポートする。
A2X通信は、ドローンの安全な飛行を確保するための重要な手段でなければならない
A2Xは、複数のドローン間、またはドローンと他のA2X対応障害物との衝突回避のために、衛星や携帯電話接続なしで、ドローン間の直接通信を可能にする技術である。ドローンの高度、速度、軌跡、位置情報など、互いに通信可能な範囲内にあるドローン間で交換される情報により、ドローン同士の衝突を検知・回避することができる。ドローン同士がA2Xを介して常に会話できるようにすることで、周囲のリスクに対する状況認識が強化され、ドローンの安全性と機能性が向上する。
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A2Xは、パイロットがドローンを視覚的に認識できず、コマンド・アンド・コントロール・リンク（ドローンの監視と制御に使用される通信リンク）が不安定なBVLOSシナリオでの安全な飛行を確保するのに理想的である。A2Xはネットワーク接続から独立しているため、ドローンが他のドローンとの相対的な位置を決定するために、ネットワークからのタイミング/設定などのリソースは必要ない。A2Xは、全地球航法衛星システム（GNSS）が提供するタイミングと測位を使用する。また、GNSS接続が利用できない場合でも、ドローンは測距を使って自身と他のドローンとの距離を決定し、空中衝突を回避することができる。
A2Xを搭載したドローンは、基本的な安全メッセージをリアルタイムで数キロメートル以上離れた他のドローンにブロードキャストし、1桁ミリ秒オーダーの低遅延通信を提供する。これにより、ドローンの飛行速度、高度、軌道が大きく異なる航空交通量の多いエリアで、ドローンはお互いを素早く認識し、回避することができる。A2Xはまた、潜在的な衝突を解決するために、ユニキャストチャンネルを使用してドローン同士が直接通信することを可能にする。
UTMサービスを補完する技術として、A2Xは、ドローンオペレーターが一般的に地形的な問題やその他の見通し線上の問題に直面する低高度で必要なバックアップを提供する。A2Xは、日常的な飛行、緊急の飛行、計画外の飛行において、ローカライズされた検知・回避通信を提供するため、コマンド・アンド・コントロール・リンクがダウンしても、ドローンは互いに安全な距離を維持し続けることができる。衝突回避だけでなく、A2Xは空港周辺を含むさまざまな共有空域環境での交通分離も調整できる。
スケーラビリティはA2Xテクノロジーに組み込まれている。何百万台ものデバイスを同時にシームレスに接続した歴史を持つ3GPPセルラー規格と同様に、A2Xは米国本土で数百万台のドローンを同時にサポート可能。A2Xは、高密度の運用環境での低遅延通信、保証されたサービス品質、干渉管理を提供しながら、これをサポートできる。
安全性を維持しながら拡張性を実現することは、ドローン運用の公益性と経済的利益を実現する鍵である。A2Xはこのニーズに応え、共有空域での安全で効率的なドローン運用を実現できる。
ネットワークに依存しない通信のための代替ソリューションはあるが、A2Xのような有望なものはない。ドローン運用のためのレーダーソリューションは、衝突回避のために重く、コストがかかるため、特に今後数年で急増すると予想される小型ドローン運用での普及に影響を与える。自動従属監視放送（ADS-B）技術は、ドローン運用の拡大が予想される規模に対応していないため、支援インフラを圧迫し、信頼性に影響を及ぼす可能性がある。この問題はまた、ドローン運用の周辺リスクの状況認識にも影響を与える可能性がある。
A2Xは3GPPで開発
A2Xは、サイドリンクと呼ばれる基盤技術の下、第3世代パートナーシッププロジェクト（3GPP）で開発された。3GPPの仕様はオープンであるため、相互運用性が促進され、イノベーションが促進される。3GPPによるA2Xの標準化は、ベンダー間のシステム相互運用性を可能にすることで技術の普及を促進し、機器メーカーはスケールメリットを享受できるため、導入コストの削減ができるという。また、標準化は、サプライチェーンの各段階における新規参入者の技術革新と競争を促進する。
さらに、3GPPの仕様は固定的なものではない。さまざまな業界を代表する何百もの企業が緊密に協力することで、仕様が策定され、継続的に改良されている。この反復プロセスにより、継続的な改善と革新的なアプリケーションや製品の創造が可能になる。3GPP対応技術であるA2Xは、この反復プロセスを通じて継続的に改良されていくとしている。
A2Xの基盤技術は、車両の交通安全のために世界中で成功裏に展開されていく。CV2Xは、車両と他の車両、インフラ、交通弱者との直接通信をサポートし、道路の安全性を高める。C-V2Xは米国、中国、欧州、韓国などで導入されている。
A2Xには専用周波数帯が必要
A2Xがサポートするセーフティ・クリティカルなメッセージはリアルタイムで受信する必要があるため、専用の免許制（つまり保護された）周波数帯が必要となる。現在、一部のドローンオペレーターはドローン間通信に免許不要の周波数帯を使用しているが、この方法は高密度で大規模な運用環境では信頼性に問題が生じる可能性があるため、長期的な解決策とはならない。免許不要の周波数帯は干渉保護がなく、都市部ではWi-Fi接続やドローンの運用が一般的に行われるその他の用途に多用されている。さらに、免許不要の周波数帯へのアクセスは保証されていない。
通信事業者の免許を受けた周波数帯を使用すると、通信事業者のネットワークに接続されていないドローンが接続されているドローンと通信することができないからだ。
A2Xは、ドローンが他の種類の通信に使用しているキャリアネットワークに関係なく、ドローンが他のドローンからのセーフティクリティカルなメッセージを感知、送信、受信するために使用できる共通のオペレーション・チャンネルを必要としている。
Qualcomm Technologiesのシミュレーションによると、20MHzチャネルは、密度とカバレッジの適切なバランスを提供し、1.2kmにわたって20機のドローンのセーフティクリティカルな通信をサポートする。さらに、20MHzのチャンネル・サイズは、C-V2Xの基本安全通信に使用されるチャンネル・サイズに見合っている。
5030MHz帯（5030-5091MHz）は、A2Xアプリケーションのホームとなり得る。この帯域は、世界的に航空運用のために特定されており、20MHzのA2Xチャンネルをサポートするのに十分な周波数帯域を持ち、ミッドバンド周波数帯として、高密度のドローン運用のためのカバレッジと容量の適切なバランスを取っている。連邦通信委員会は、5030MHz帯の一部を制御用非ペイロード通信に割り当てる報告書と命令を検討している。この割り当ては、A2Xの検知・回避通信とは別のものであるが、両者は5030MHz帯の別々の部分で共存できる。したがって、FCCは将来的にA2Xのためのチャネルの割り当てを検討すべきである。
最近、2024年FAA再承認法が可決され、この法律の中で際立っている条項がある。航空業界の多くは、この手続きを低空飛行ドローン運用の爆発的成長に拍車をかける重要なきっかけと見ている。ドローンのエコシステムは急速に進化しているため、ドローン運用の安全性と効率性を確保することが重要である。A2Xは3GPPに対応した技術であり、限られた共有空域での安全な飛行を確保しつつ、拡張性や効率性を損なわないため、一般市民は規模を拡大したドローン運用の公益性と経済的利益を享受することができるとしている。
