[发明专利]卫星融合无人机搭载5G通信基站空中对地组网系统

说明书

本发明公开了一种卫星融合无人机搭载5G通信基站空中对地组网系统，包括集成在无人机平台上的5G通信基站设备、视距链路机载终端和Ka卫通机载终端，以及地面控制站和信关站，所述Ka卫通机载终端通过低轨宽带通信卫星与信关站构成Ka卫通链路，所述5G通信基站设备和视距链路机载终端均与Ka卫通机载终端连接。本发明系统能够利用5G通信技术和Ka高通量卫星通信系统提供更低延时、更大带宽组网服务，支持更多地面终端用户的接入。

技术领域

本发明属于应急通信技术领域，具体涉及一种卫星融合无人机搭载5G通信基站空中对地组网系统。

背景技术

目前，国内传统通信应急组网保障方式主要有应急通信保障车、卫星通信系统和系留式无人机基站，但是存在着应急通信车受交通和道路影响，短时间内无法到达；卫星通信存在终端普及低、信号差、时延大和资费高等问题；系留式无人机低空站，存在航时短、载荷小、覆盖范围小以及供电时间短等限制。近些年发展的大中型无人机通信中继系统是基于4G基站配合Ku卫通数据链实现通信组网，但是随着5G技术的发展，未来将逐步取代4G在更多领域和更大范围内普及应用；另外，Ku频段卫通数据链带宽有限，前向传输速率不超过512kbps、返向传输速率不超过8192kbps，在实际使用过程中剔除无人机光电载荷和其他业务数据所需传输带宽后所剩无几，留给4G通信基站使用的上传/下载带宽更低，从而导致整个系统应用受限，支持的地面用户终端入网数不高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种卫星融合无人机搭载5G通信基站空中对地组网系统解决了支持的地面用户终端入网数不高的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种卫星融合无人机搭载5G通信基站空中对地组网系统，包括集成在无人机平台上的5G通信基站设备、视距链路机载终端和Ka卫通机载终端，以及地面控制站和信关站，所述Ka卫通机载终端通过低轨宽带通信卫星与信关站构成Ka卫通链路，所述5G通信基站设备和视距链路机载终端均与Ka卫通机载终端连接。

进一步地：所述无人机平台上还集成有任务载荷设备。

进一步地：所述任务载荷设备分别与Ka卫通机载终端和视距链路机载终端连接。

进一步地：所述任务载荷设备根据任务场景可搭载光电侦察载荷实现对地搜索、识别和跟踪；搭载航测相机实现地理测绘、图像获取和三维重构；搭载合成孔径雷达全天候实现图像获取。

进一步地：所述光电侦察载荷集成有可见光、红外光和激光。

进一步地：所述5G通信基站设备根据天线方向图进行天线赋形设计并结合无人机飞行姿态进行仿真，确认对地通信组网覆盖范围，所述5G通信基站通过网口接入Ka卫通机载终端，经Ka卫通链路由地面信关站与运营商核心网连接，实现双向5G业务数据交换，为地面组网区域提供5G业务服务。

进一步地：所述地面控制站包括飞行监控席、任务监控席和通信管理席，所述飞行监控席用于监控无人机平台，所述任务监控席用于监控无人机搭载的任务载荷设备和5G通信基站设备，所述通信管理席用于监控无人机视距和超视距数据链。

进一步地：所述视距链路机载终端对无人机视距范围内上行和下行业务数据的实时传输，并与Ka卫通机载终端通过网络接口连接，完成Ka卫通链路与视距链路的互控互传功能。

进一步地：所述信关站配置大口径天线，连接地面电信网络和卫星馈电波束，所述信关站与地面控制站之间通过地面专网/VPN连通，传输上、下行业务数据，所述信关站与运营商核心网通过地面专网/VPN连通，传输5G上传、下载数据。

进一步地：所述5G通信基站设备通过组网信号连接地面终端，所述地面终端包括5G手机和其他5G终端。

本发明的有益效果为：