[发明专利]一种无人机巡检的链路通信方法和系统

说明书

本发明涉及一种无人机巡检的链路通信方法，用于无人机和地面进行链路通信，地面的每个耐张塔上设有无线接入点，链路通信方法包括：无人机向无线接入点进行数据传输，相邻两个无线接入点之间进行协作通信，共同传输无人机的信息，然后经过无线网关发送给数据处理中心进行数据处理，无人机和无线接入点均设有至少十根天线，无人机和无线接入点间在同一频率资源上同时传输至少十条信号，无人机和无线接入点间通过混合波束赋形算法进行链路数据处理。与现有技术相比，本发明具有提高了传输视频的分辨率，解决了在毫米波频段路径损耗问题，射频链路少，成本低等优点。

技术领域

本发明涉及无人机巡检的链路通信技术领域，尤其是涉及一种无人机巡检的链路通信方法和系统。

背景技术

无人机对地通信中如何采用混合波束赋形提高频谱效率学术界研究和关注的较多。其中在作战系统中，无人机作为移动中继联合优化中继轨迹和中继发射功率来提高保密率或者窃听率。无人机在巡检过程中也常会遇到恶劣天气，比如风引起的抖动，障碍物遮挡等，通过混合波束赋形技术来解决不稳定的波束指向问题。无人机与终端之间的链路通信是无人机巡检重要的一步，现有的提高回传视频分辨率的方法大多是提高硬件设备的性能，而在通信链路中通过提高频谱效率来提高分辨率研究较少，并且未考虑过两个耐张塔因距离较近产生的协作通信问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高传输视频的分辨率和实时性的无人机巡检的链路通信方法和系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种无人机巡检的链路通信方法，用于无人机和地面进行链路通信，所述地面的每个耐张塔上设有无线接入点，所述链路通信方法包括：所述无人机向所述无线接入点进行数据传输，相邻两个无线接入点之间进行协作通信，共同传输无人机的信息，然后经过无线网关发送给数据处理中心进行数据处理。

进一步地，所述无人机和无线接入点间通过大规模天线阵列技术进行信号传输，所述大规模天线阵列技术具体为：所述无人机和无线接入点均设有至少十根天线，所述无人机和无线接入点间在同一频率资源上同时传输至少十条信号。

进一步地，所述无人机设有N_t根发射天线，所述无线接入点设有N_r根接收天线，所述无人机和无线接入点间配置有N_RF条射频链路，并满足第一约束条件，该第一约束条件为：

min(N_t,N_r)＞N_RF。

进一步地，所述无人机端设有依次连接的数字预编码器、第一射频链和模拟预编码器，数据流经过发送端的数字预编码器，由N_RF个第一射频链路传输给模拟预编码器形成发送信号；

所述无线接入点设有依次连接的数字组合器、第二射频链和模拟组合器，所述无线接入点接收的信号依次经过模拟组合器、第二射频链和数字组合器解码。

进一步地，所述无人机和无线接入点间通过混合波束赋形算法进行数据处理，所述混合波束赋形算法具体为：将无人机端编码设计问题解耦，分别求无人机端的数字预编码器和模拟预编码器以及无线接入点的数字组合器和模拟组合器，具体包括：先固定无线接入点的数字组合器和模拟组合器，求解无人机端最优的数字预编码器和模拟预编码器，然后假设模拟预编码器固定，解得数字预编码器，由最优的数字预编码器求得模拟预编码器。

进一步地，所述相邻两个耐张塔间的距离在8-10km范围以内。

进一步地，所述链路通信方法通过Mesh网络进行通信连接。