[发明专利]一种基于无人机蜂群动态部署的应急通信系统及通信方法

说明书

本发明提出了一种基于无人机蜂群动态部署的应急通信系统及通信方法，涉及无人机基站通信系统及通信方法的技术领域，一种基于无人机蜂群动态部署的应急通信系统，包括无人机蜂群和无人机地面站，所述无人机蜂群由无人机基站组网而成，所述无人机基站分别包括无人机和机载小基站。一种基于无人机蜂群动态部署的应急通信系统的通信方法，包括以下步骤：步骤1：通过无人机地面站将无人机部署至指定位置，利用无人机分别搭载的机载小基站进行组网，形成无人机蜂群，建立临时大面积移动通信网络覆盖；步骤2：无人机蜂群通过机载小基站将信号接入互联网小基站网关，连接运营商核心网，为用户提供通信服务。

技术领域

本发明涉及通信系统及通信方法的技术领域，更具体地说是涉及无人机基站通信系统及通信方法的技术领域。

背景技术

随着无人机技术的显著进步，例如更好的电力管理技术，增加的有效载荷能力，更长的平均飞行时间等，无人机可以用于多种目的，例如拍摄，监视，运输，通信等，在通信方面，由于无人机的高动态特性和无人机与地面用户之间的视距的传输链路，无人机可作为临时基站为有大量数据流量需求的热点区域(如大型活动、音乐会、体育赛事)分流，或者是为事故、灾难导致的地面覆盖的盲区提供临时覆盖，对于这些补盲、补热的场景，与临时安装传统基站相比，无人机基站的临时部署更加高效且更具成本效益。

然而，目前国内常规的无人机基站技术方案存在以下缺陷：

1、目前，国内无人机基站均采用系留式多旋翼无人机的平台，无人机需要通过地面电缆的大功率电源输送电能、通过地面光缆传输通信数据，飞行高度和飞行距离均受到极大限制，对地面配套设施要求较高，对复杂地形、系留光电缆距离无法到达的场景无法进行应急保障。

2、目前，国内无人机机载基站基本采用一体化微基站，一体化微基站由4部分模块组成，分别是：电源功能模块、WiFi功能模块、RF功能模块以及5G功能模块，集中模块化管理，重量在40KG左右，对无人机载荷要求较高，部署时需要通过光缆连接RNC(无线网络控制器，Radio Network Controller)。也就是说要开通机载一体化微基站必须铺设光缆到最近一个正常在服的移动基站，并配置数据，通常灾害情况下开通较为困难。

3、目前，国内无人机基站均为单机模式，覆盖面积较小，没有通过无人机群实现规模覆盖的先例。

发明内容

本发明提出一种基于无人机蜂群动态部署的应急通信系统及通信方法，解决了现有技术中无人机需要通过地面电缆输送电能，以及无人机机载基站基本采用一体化微基站对无人机载荷要求较高，以及单机模式的无人机基站覆盖面积较小的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于无人机蜂群动态部署的应急通信系统，包括无人机蜂群和无人机地面站，所述无人机蜂群由无人机基站组网而成，所述无人机基站分别包括无人机和机载小基站，所述无人机包括无人机机体、感知单元、电源单元、电量检测单元、定位单元、动力单元、飞行控制单元和微型计算机单元，所述感知单元、电源单元、电量检测单元、定位单元、动力单元、飞行控制单元、微型计算机单元和机载小基站固定安装在无人机机体上，所述飞行控制单元、机载小基站和感知单元分别与微型计算机单元电连接，所述电源单元、定位单元和动力单元分别与飞行控制单元电连接，电量检测单元与电源单元电连接，所述无人机地面站包括数据通信系统和地面监控系统，所述数据通信系统与地面监控系统电连接，机载小基站与数据通信系统通信连接，数据通信系统与互联网小基站网关通信连接。

进一步地，所述无人机基站还包括无线通信单元，所述无线通信单元固定安装在无人机机体上，并与机载小基站和微型计算机单元电连接，所述机载小基站通过无线通信单元与无人机地面站的数据通信系统通信连接。

进一步地，所述无人机基站还包括卫星链路调制解调器，所述卫星链路调制解调器固定安装在无人机机体上，并与机载小基站电连接，所述卫星链路调制解调器通过卫星链路与无人机地面站的数据通信系统通信连接。