[发明专利]一种无人机无线通信链路资源动态调整方法

说明书

本发明公开了一种应用于无人机的无线通信链路资源动态调整方法，该系统方法根据无线信号链路状态参数和其它可能影响链路连接性能的数据，通过系统算法进行评估和计算，动态实时调整链路连接的相关参数，包括通信链路使用的压缩算法、组包大小、编码算法、调制模式、无人机和地面站的天线增益、发射功率、天线方向、无人机飞行高度、飞行速度、飞行姿态等参数，以确保无人机在飞行过程中通讯链路的稳定性和可靠性；当无人机飞行重复路径或遇到相似无线通信链路状态时，可根据存储在云服务器中以往的信息和数据，来做出更合理的链路资源预算和规划，以最小的运算量来保证通讯链路的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机无线通信链路资源动态调整方法。

背景技术

无人机作为一种技术含量高，使用性能好，发展前景广阔的空中飞行器，在各类应用领域使用广泛，能够完成包括防灾减灾的灾害评估、地质勘测航拍、警用高速公路巡查、森林防火、海事巡逻、大型外场演出航拍等多种任务。

无人机与地面导航控制站通过无线通信链路建立起紧密联系。地面站通过无线数据链路将飞行控制命令传输给无人机，该链路称为上行链路。无人机将实时采集的图像、视频信息，飞行姿态信息，机载设备工作状态信息，飞行速度和高度信息，卫星定位信息等数据发送至地面站称为下行链路。无人机数据链路中断，一方面将使地面站操作人员失去对飞行器的控制，另一方面地面站无法接收无人机对地发送的关键信息，致使无人机无法完成规定的飞行任务甚至导致飞行事故，可见无人机无线通信链路的可靠性对无人机系统至关重要。

影响无人机无线通信链路可靠性的因素很多，无人机无线通信链路时变信道特性是其中重要因素之一。一方面无人机在飞行过程中，地面站与无人机的之间传输的无线电波所经过的路径是时变的；另一方面，当无人机远离地面站时，地面站接收天线仰角降低，地表的电磁反射和散射对接收产生较大影响，即存在较严重的多径效应；最后由于飞行器相对地面站高速运动，信号衰落特性也会根据飞行器距离地面站的远近发生不同的变化，从而影响通信链路质量。

所以需要发明一种可靠性高的无人机无线通信链路资源动态调整方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可靠性高的无人机无线通信链路资源动态调整方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种无人机无线通信链路资源动态调整方法，包括以下步骤，

步骤一，无人机起飞之前，预先设定无人机飞行目的地和出发地位置，地面站处理中心根据目的地和出发地之间的三维地图，三维地形图进行飞行路径和飞行方案规划；

步骤二，根据步骤一中规划的完整飞行路径，设定不同飞行阶段的无线通信链路资源规划和分配；

步骤三，根据步骤二中设定的整个飞行过程中的无线通信链路资源分配方案和无人机飞行控制参数，地面站通过无线通信系统和天线系统分别进行配置和发送至无人机，无人机和地面站按照方案进行参数设定；

步骤四，无人机起飞后，在飞行过程中无人机机载端通过各种传感器收集当前环境相关信息，包括飞机所处的卫星定位信息、飞行速度信息、飞行高度信息、飞行姿态信息、飞行路径障碍物信息、无人机所处环境三维地图信息、无人机与地面站之间三维地形图信息和无人机天线系统相关参数，并通过机载端无线通信模块将这些机载数据发送至地面站；

步骤五，地面站接收上述机载数据，并根据接收信号的RSSI、SNR、LQI无线链路状态参数综合判断当前无人机通信链路状态；

步骤六，地面站的地面站处理中心对无人机相关飞行控制参数做出调整，包括对无人机飞行姿态、飞行速度、飞行高度和天线方向；并将做出的调整指令打包发送至无人机；同时地面站处理中心对地面站无线通信模块的发射功率、通信频率、调制模式和天线方向做出调整，将反馈信息发送给地面站无线通信模块和天线系统；