[发明专利]一种基于CS-ALOHA的无人机测控蜂窝通信方法

权利要求书

1.一种基于CS-ALOHA的无人机测控蜂窝通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

搭建混合基站，且每个混合基站均设置基站天线单元，每个无人机均设置无人机天线单元；

利用混合基站构建蜂窝通信网络；

为蜂窝通信网络分配一个窄带频段和宽带频段；

从混合基站中选择出用于对无人机进行管辖的混合基站作为该无人机的活动基站，然后该活动基站调整自身基站天线单元的方向；

所述活动基站向自身管辖的无人机发送通知信息，使各个无人机调整自身无人机天线单元的方向并与其管辖的活动基站的基站天线单元方向相匹配；

各个无人机利用无人机天线单元在宽带频段发送视频流数据，各个无人机对自身的遥测帧进行编码和调制，并采用CS-ALOHA协议在窄带频段上广播遥测帧信号；

各个混合基站接收窄带频段内的信号，并对该信号进行解调解码，然后判断解调解码的信息中是否有合法格式的帧出现，如果有合法格式的帧出现，则判断该帧的类型；如果该帧为遥测帧，则混合基站根据该遥测帧所属的无人机信息，判断自己是否为管辖该无人机的活动基站；若否，则该活动基站丢弃该遥测帧；若是，则该活动基站将该遥测帧转发至主控台；该活动基站利用基站天线单元在宽带频段接收该无人机的视频流数据，并将该视频流数据转发至主控台；

主控台向待遥控无人机的活动基站发送该无人机要执行的遥控指令帧；

该活动基站对遥控指令帧进行编码和调制，并采用CS-ALOHA协议在窄带频段上广播遥控指令帧信号；

各个无人机接收窄带频段内的信号，并对该信号进行解调解码，然后判断解调解码的信息中是否有合法格式的帧出现，如果有合法格式的帧出现，则判断该帧的类型；如果该帧为遥控指令帧，则各个无人机根据该遥控指令帧的信息，判断自己是否为该遥控指令帧的待遥控无人机；若否，则该无人机丢弃该遥控指令帧；若是，则该无人机从遥控指令帧中读取遥控指令；

待遥控无人机执行遥控指令；

其中，从混合基站中选择出用于对无人机进行管辖的混合基站作为该无人机的活动基站，然后该活动基站调整自身基站天线单元的方向包括以下步骤：

无人机侦听窄带频段是否空闲；

若窄带频段空闲，则无人机对下行路由帧进行编码调制，并在窄带频段内广播下行路由帧信号，所述下行路由帧包括无人机的经度Lng_v、纬度Lat_v、高度h_v和时间戳t；若窄带频段不空闲，则无人机重新侦听窄带频段是否空闲；

各个混合基站接收窄带频段内的信号，并对该信号进行解调解码，然后判断解调解码的信息中是否有合法格式的帧出现，如果有合法格式的帧出现，则判断该帧的类型；如果该帧为下行路由帧，则混合基站根据该下行路由帧得到无人机的位置信息，然后将无人机的位置信息存储在混合基站的无人机位置表中；

各个混合基站根据无人机的位置信息计算自身与该无人机的距离信息，并将距离信息发送至主控台，主控台根据每个混合基站发送的距离信息为无人机选择出距离该无人机最近的混合基站作为该无人机的活动基站，然后主控台将各活动基站的信息写入主控台的活动基站信息表中；

各活动基站从无人机位置表中查询自身管辖的无人机位置信息，并结合自身的位置信息调整自身基站天线单元的方向。

2.根据权利要求1所述的基于CS-ALOHA的无人机测控蜂窝通信方法，其特征在于，计算无人机与混合基站之间的距离信息具体为：以地心为原点建立三维直角坐标系，再将无人机的经度Lng_v、纬度Lat_v、高度h_v和混合基站的经度Lng_B、纬度Lat_B和高度h_B分别转换为三维直角坐标系下的坐标，得到无人机的坐标点A(X_v,Y_v,Z_v)和混合基站的坐标点B(X_B,Y_B,Z_B)，然后计算出坐标点A(X_v,Y_v,Z_v)和坐标点B(X_B,Y_B,Z_B)之间的距离，即为无人机与混合基站之间的距离