微小型無人機平臺中繼在應(yīng)急通信中的應(yīng)用

摘? 要：隨著通信技術(shù)的發(fā)展，新型的通信管理設(shè)備開始出現(xiàn)，微小型無人機平臺可以應(yīng)用在應(yīng)急通信中，實現(xiàn)快速應(yīng)急通信、迅速部署，該平臺對地面保障的要求較低，而且靈活機動性較高。本文結(jié)合微小型無人機平臺的優(yōu)勢，探討其在應(yīng)急通信中的應(yīng)用實踐，旨在為通信事業(yè)的發(fā)展提供參考和建議。

關(guān)鍵詞：微小型無人機平臺;應(yīng)急通信;應(yīng)用措施

前言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，大型的自然災(zāi)害以及公共突發(fā)事件會對社會造成嚴(yán)重的危害和影響，而如果單純地采用常規(guī)的通信技術(shù)，難以滿足寬帶網(wǎng)絡(luò)通信的需求，尤其是在高樓林立的商業(yè)街道區(qū)域以及在基礎(chǔ)設(shè)施相對匱乏的山區(qū)，短時間內(nèi)建立可靠的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)會使應(yīng)急通信工作面臨較大的挑戰(zhàn)。采用微型無人機平臺則可以有效突破地形等限制性因素，從而實現(xiàn)信息交流效率的提升。

1.微小型無人機

微小型無人機的特點是機動性能好、生存能力強、部署迅速、體積較小，因此也被稱為是單兵無人機，常用在軍事通信領(lǐng)域等，可以作為測量和偵測的工具。當(dāng)前我國通信行業(yè)快速發(fā)展，但是應(yīng)急通信的相關(guān)技術(shù)還處于發(fā)展的初級階段，無人機技術(shù)的應(yīng)用可以使特殊地質(zhì)地形條件的通信系統(tǒng)實現(xiàn)信息的溝通和傳輸，尤其是地區(qū)環(huán)境在高山以及建筑物阻擋的情況下，采用微小型的無人機可以實現(xiàn)長距離的傳輸。應(yīng)急通信對靈活性、時效性的要求較高，而采用微小型、便攜式、輕量級的無人機，可以使空中通信技術(shù)得到進一步的發(fā)展。當(dāng)前常見的空中通信平臺有微小型無人機、系留氣球、直升機、飛艇等。其中微小型無人機在應(yīng)急通信中應(yīng)用的優(yōu)勢在于攜帶方便、使用權(quán)限較低，單人就能夠完成相關(guān)操作。在任務(wù)執(zhí)行的過程中，需要搭載相關(guān)的通信設(shè)備升空才能夠快速構(gòu)建應(yīng)急通信網(wǎng)，為地面通信設(shè)備實現(xiàn)信息的傳輸，當(dāng)前空中領(lǐng)域的限制較為嚴(yán)格，很多浮空平臺的升空工作需要經(jīng)歷較為復(fù)雜的審批程序，這一過程需要經(jīng)歷較長的時間。而微小型的無人機主要在比較低的空域中工作，因此空域的沖突比較小，為應(yīng)急通信平臺的搭建創(chuàng)造了良好的條件[1] 。

2.微小型無人機技術(shù)的應(yīng)用特點

一般情況下，衛(wèi)星遙感平臺會受到軌道等因素的限制，在固定的時間內(nèi)會對應(yīng)急觀測產(chǎn)生一定的影響。在天氣條件較為惡劣的情況下，出于安全的考慮，載人飛機無法直接升空進行作業(yè)，因此對航空遙感技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了負(fù)面的影響。微小型無人機便于攜帶和轉(zhuǎn)移，因此在應(yīng)急通信中的應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢。微小型無人機在成像方面的技術(shù)應(yīng)用較為簡單，復(fù)雜性較低，其飛行控制系統(tǒng)的作用在于使無人機保持平穩(wěn)的飛行狀態(tài)，可以通過GPS來接收天線或者用到微處理器。地面配備的設(shè)備包括了遙控設(shè)備、高清影像數(shù)據(jù)處理工具等。微小型無人機在實際作業(yè)的過程中，垂直陀螺的作用在于能夠調(diào)整無人機拍攝的角度，使無人機的飛行保持水平的狀態(tài)[2] 。相關(guān)機載天融信設(shè)備可以通過攝像頭獲取實時的影像因素，也可以通過GPS定位系統(tǒng)實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的有效回傳，繼而提高地面控制中心對飛機拍攝以及飛行的狀況，使飛機的航向以及飛行姿態(tài)不斷糾正，加強對通信系統(tǒng)的監(jiān)測，一旦出現(xiàn)了突發(fā)情況則能夠及時采取有效的措施，為相關(guān)部門提供建議和參考[3] 。

微小型無人機的應(yīng)用成本比較低廉，多架無人機技術(shù)同時升空飛行，需要一架飛機的機載通信設(shè)備就可以實現(xiàn)中繼通信，如果中繼無人機或機載通信設(shè)備出現(xiàn)了問題，可以通過迅速喚醒備用中繼無人機，用以替代原本的中繼無人機，有利于增強線路通信的可靠性。微小型無人機平臺的設(shè)備適用性更強，其具備更加高質(zhì)量的信息傳輸工作，可以實現(xiàn)中繼通信設(shè)備的更新?lián)Q代，繼而提高寬帶調(diào)制的作用。

3.微小型無人機平臺中在應(yīng)急通信中的應(yīng)用

從載荷能力來看，微小型無人機的載荷能力偏低，而且在功能方面其能力也相對有限，通過搭建科學(xué)的中繼通信系統(tǒng)，則能夠使寬帶無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋相應(yīng)的任務(wù)區(qū)域，這樣在設(shè)計中繼通信方案時會更加高效、便利。為了提高中繼通信系統(tǒng)利用的效率，要滿足輕功耗、小型化、輕量化的特點，而微小型無人機技術(shù)的應(yīng)用則可以滿足這一需求，在中繼應(yīng)急通信方案中的應(yīng)用，有利于搭建高效率的應(yīng)急平臺。應(yīng)急通信對網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量要求較高，需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無間斷、高效傳輸，中繼系統(tǒng)在實際的應(yīng)用過程中還需要接入更多的節(jié)點，這樣可以使數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾矢?、距離更遠(yuǎn)，可以構(gòu)建完善度更高的Qos保障機制。

如果通信的距離比較長、范圍比較大，那么普通的WiFi建立無線局域網(wǎng)則難以適應(yīng)范圍較大的通信區(qū)域，為了解決這一問題，可以采用MAC協(xié)議來增強信道的利用率，進一步拓展通信的距離，采用TDMA的通信方式可以使微小型無人機應(yīng)用的效率提升。傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)在應(yīng)用時主要是采用WiFi來建立的，但是隨著科技的發(fā)展，WiFi基礎(chǔ)上應(yīng)用的無線局域網(wǎng)的劣勢逐漸突出，難以滿足現(xiàn)代無線局域網(wǎng)對空間的需求，采用微小型無人機技術(shù)則能夠提高通信中繼的效率，有效解決空間范圍大的無線局域網(wǎng)應(yīng)用的問題。

在采用微小型無人機技術(shù)進行通信中繼時要在一個寬帶的無線載波基礎(chǔ)上，將時間分為周期性的幀，然后每一幀需要被分割成不同的時隙，每一個時隙對應(yīng)不同的通信信道，然后將該信道分配給同一個用戶，有利于增強通信中繼的效率。其中TDMA工作的原理是將周期時隙作為突發(fā)通信方式，該技術(shù)對支持突發(fā)業(yè)務(wù)有一定的優(yōu)勢，有利于使用戶終端的每一幀都可以在適當(dāng)?shù)臅r間實現(xiàn)信號的接收與發(fā)送，在時隙分配上還會更加均勻，可以避免多節(jié)點同時發(fā)送信號的問題，提升信號發(fā)送的效率。

結(jié)語

借助微小型無人機來搭建空中通信平臺，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)寬帶無線網(wǎng)的覆蓋，能夠有效補充微信通信等常規(guī)的寬帶無線通信手段，還可以單獨組網(wǎng)，為應(yīng)急通信提供有效的保障。在面對大型公共突發(fā)事件以及自然災(zāi)害時，通過快速部署、穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸，有利于視頻、圖片等相關(guān)數(shù)據(jù)信息的回傳，從而更好地實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)環(huán)境的監(jiān)控。微小型無人機平臺的建立為應(yīng)急通信技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件，為提升應(yīng)急通信質(zhì)量奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[3] 遲曉鵬，羅衛(wèi)兵，劉廣斌.基于RSSI盲估計的MUAV雙天線跟蹤系統(tǒng)設(shè)計[J].微型機與應(yīng)用.2016，（11）.68-71.

作者簡介：王一迪，男（1998..4—），漢族? 松原市高級實驗中 本科，研究方向：無人機。