[发明专利]一种基于无人机平台中继通信系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于无人机平台中继通信系统及方法。

背景技术

信息的传递已经成为当今社会生活必不可少的一部分，但在一些特殊地区通信网络的建设仍显的十分脆弱，尤其是出现自然灾害、以及战争时，由于通信设施损害或通讯中断会造成一些信息孤岛的出现。

针对区域内多个不同终端节点之间的通信问题，在现有技术中有多种解决方案，例如：通过同步轨道卫星通信系统、通过海事卫星通信终端、通过电台网络、通过Wi-Fi网络等等方式来实现不同终端节点之间的通信。但这些解决方案都存在一些不可忽略的缺点。同步轨道卫星通信系统能够提供较大的通信容量，但是其费用高昂，携带不便，不能支持大规模用户群体使用，而且传输链路延迟较大；海事卫星通信终端容量较小，只能保证基本语音通话，对视频和图片的传输则显得比较吃力；电台网络尽管能够支持大容量用户的相互通信需求，但是其覆盖的范围十分有限，同时，遇到高山等阻挡时，会造成网络信号覆盖中断；Wi-Fi网络同样具有覆盖范围小的弊端，而且信息传输安全无法保证(采用标准开放技术协议开发)。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于无人机平台中继通信系统及方法。

本发明提供了一种基于无人机平台中继通信系统，包括：地面通信终端和无人机载中继通信平台，所述无人机载中继通信平台设置在无人机上，用于转发不同地面通信终端之间的数据传输，所述无人机载中继通信平台采用160度波束宽度机载天线，增益为3～5dBi，射频功放功率为10瓦；所述无人机载中继通信平台至所述地面通信终端为单点对多点通信方式，采用基于时分复用方式传输数据，所述地面通信终端至所述无人机通信平台为多点对一点通信方式，采用TDMA多址接入方式传输数据。

其中，所述地面通信终端包括单兵终端和车载终端，所述单兵终端包括收发信机设备，所述车载终端包括与所述无人机载中继通信平台通信的收发信机设备，所述单兵终端用于向其他地面通信终端发送数据，同时接收其他地面通信终端发送过来的数据。

其中，所述单兵终端还包括：控制模块，用于向所述无人机载中继通信平台和所述无人机发送控制指令，来控制所述无人机及所述无人机载中继通信平台上的各设备。

其中，所述无人机载通信平台为中继通信终端。

其中，所述无人机载中继通信平台包括电池、中频处理设备、射频处理设备、定向天线；

所述电池用于为所述中频处理设备和所述射频处理设备提供电源供应；

所述中频处理设备用于根据数据地址标识通过TDM方式将所述射频处理设备处理后的数据发送至其他地面通信设备终端；

所述射频处理设备用于对通过天线接收到的L波段信号的功率放大；

所述天线用于与所述地面通信终端进行通信。

其中，所述天线采用宽波束结合大增益结构，有效波束宽度为160度，增益为3～5dBi，圆极化，采用陶瓷介质材料制成。

其中，所述地面通信终端包括电池模块、中频处理模块、射频处理模块以及天线模块，其中：

所述电池模块用于为所述中频处理模块和所述射频处理模块提供电源供应；

所述中频处理模块用于根据数据地址标识通过TDMA方式将所述射频处理模块处理后的数据发送至所述无人机载通信平台；

所述射频处理模块用于对通过天线接收到的L波段信号的功率放大；

所述天线用于与所述无人机载通信平台进行通信。

其中，所述天线采用宽波束结合大增益结构，有效波束宽度为160度，增益为3～5dBi，圆极化，采用陶瓷介质材料制成。

本发明又提供了一种基于无人机平台中继通信方法，包括：

步骤S1：当无人机升空后，所述无人机上的无人机载中继通信平台设备启动；

步骤S2：所述无人机载中继通信平台设备通过前向链路广播发送网络时间同步参考信号和每个基站的初始化时隙分配信息；

步骤S3：所述地面通信终端通过预先约定的通信参数接收网络时间同步参考信号和时隙分配信息；

步骤S4：所述地面通信终端判断是否成功接收网络时间同步参考信号和时隙分配信息，是则执行步骤S5，否则返回步骤S3；

步骤S5：所述地面通信终端判断是否有数据发送，是则执行S6，否则待机；