CN105472642A - 基于无人机的移动通信信号分析方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于无人机的移动通信信号分析方法及系统，目的在于解决现有驱车测试网络优化不佳的不足，该方法包括：获取无人机的位置信息；使用挂载在无人机上的天线接收无线信号；将天线接收的无线信号调制为发射信号并将其向地面发射；接收发射信号并解调出无线信号；根据位置信息和解调后的无线信号进行网络优化。该系统包括无人机单元、无线信号采集单元以及网络分析系统，所述无人机单元、无线信号采集单元分别连接所述网络分析系统。本发明通过无人机携载天线、GPS模块、影像模块以及挂载器，在一定程度上解决了网络优化采集数据区域受限的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号分析方法及系统，特别涉及一种基于无人机的移动通信信号分析方法及系统。
背景技术
移动通信网络系统高速发展，手机通信已经成为人们工作与生活中必不可少的部分。然而移动通信属于无线通信技术领域，信号覆盖和信号干扰是其固有的特性，也是移动通信网络优化必须重视的问题。
目前，驱车测试是现有常见的网优方案，其是车载无线测试仪器在规定区域的道路行驶，从地面采集通信过程中的无线信号，分析信号覆盖和信号干扰情况。但是其存在如下弱点和不足：
1)只在道路上行驶限制，数据采集区域受限，可能影响分析结果；
2)只适于下行干扰分析，难以实现上行干扰分析。
其中，下行干扰指干扰信号到达终端，形成对终端的干扰；上行干扰是指干扰信号到达基站，使基站受到干扰。
发明内容
为了克服现有驱车测试网络优化不佳的不足，本发明的目的在于提供一种具有良好网络优化性能的基于无人机的移动通信信号分析方法及系统。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
提供一种基于无人机的移动通信信号分析方法，该方法包括：
S101：获取无人机的位置信息；
S102：使用挂载在无人机上的天线接收无线信号；
S103：将天线接收的无线信号调制为发射信号并将其向地面发射；
S104：接收发射信号并解调出无线信号；
S105：根据所述位置信息和解调后的无线信号进行网络优化。
优选地，所述步骤S101包括：
在导航控制系统预设无人机的飞行路线；
开启无人机并操控无人机按预定飞行路线飞行；
实时获取无人机的位置信息并将位置信息发送给导航控制系统。
优选地，所述步骤S103包括：
放大无线信号；
使用微波发射调制模块将放大的无线信号调制为发射信号；
使用微波发射调制模块将发射信号向地面发射。
优选地，所述步骤S104包括：
使用微波接收还原模块接收发射信号；
使用微波接收还原模块解调出无线信号。
优选地，所述步骤S105包括：
网络分析系统从微波接收还原模块获取无线信号；
网络分析系统根据位置信息和无线信号进行网络优化。
提供一种基于无人机的移动通信信号分析系统，包括：无人机单元、无线信号采集单元以及网络分析系统，所述无人机单元包括无人机以及控制无人机的导航控制系统，所述无线信号采集单元包括天线、采集发射模块以及微波接收还原模块；
所述导航控制系统用于获取无人机的位置信息；.
所述天线挂载在所述无人机上，用于接收无线信号；
所述采集发射模块，用于将天线接收的无线信号调制为发射信号并将其向地面发射；
所述微波接收还原模块，用于接收发射信号并解调出无线信号；
所述网络分析系统，用于根据所述位置信息和解调后的无线信号进行网络优化。
优选地，所述无人机通过5.8GHzWiFi与所述导航控制系统数据连接,所述网络分析系统通过导航控制系统与无人机单元连接。
优选地，所述无人机包括GPS模块、用于拍照或录像的影像模块以及挂载器，所述GPS模块、挂载器固定于所述无人机上，所述影像模块挂载于所述挂载器上。
优选地，所述采集发射模块挂载于所述无人机单元的挂载器上，所述网络分析系统通过微波接收还原模块与无线信号采集单元连接。
优选地，所述网络分析系统为扫频仪或频谱仪。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明一种基于无人机的移动通信信号分析方法及系统，其通过微波调制发射模块将无信线号实时传送到导航控制系统，解决无人机承重和续航能力有限的难题，同时，其还通过无人机携载天线、GPS模块、影像模块以及挂载器，使得网络优化人员不仅可以获取下行信号数据，还可以获取上行信号数据，突破了驱车测试只能获取下行信号数据的瓶颈，在一定程度上也解决了网络优化采集数据区域受限的问题，进一步提高了网络优化的效果。最后，该基于无人机的移动通信信号分析方法及系统通过采用5.8GHzWiFi实现导航控制系统与无人机之间的通信，避免了不必要信号的干扰，提高了采集数据的准确性。
附图说明
图1本发明一种基于无人机的移动通信信号分析方法的流程示意图；
图2本发明一种基于无人机的移动通信信号分析系统的结构框图。
图中标识说明：
100、网络优化系统；200、无人机；300、采集发射模块；201、导航控制系统；2001、GPS模块；2003、挂载器；2005、影像模块；301、微波接收还原模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明一种基于无人机的移动通信信号分析方法主要应用于网络优化时的数据采集与分析，其中，网络具体可以指GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、LTE-TDD、LTE-FDD、LTE-A等2G、3G、4G的通信网络以及工作在2.4GHz的WIFI、蓝牙等。该基于无人机的移动通信信号分析方法包括以下步骤：
S101：获取无人机的位置信息；.
具体地，步骤S101包括以下步骤：
在导航控制系统预设无人机的飞行路线；
开启无人机并操控无人机按预定飞行路线飞行；
实时获取无人机的位置信息并将位置信息发送给导航控制系统。
在实际中，上述无人机包括GPS模块、用于拍照或录像的影像模块以及挂载器，其中，GPS模块、挂载器固定于无人机上，影像模块挂载于所述挂载器上。而且，挂载器还可以调节影像模块的方位角和俯仰角。
无人机通过其自身负载的GPS模块、用于拍照或录像的影像模块以及挂载器实时获取位置信息，其中，位置信息具体包括经纬度、高度、挂载方位角、俯仰角、照相取证等。
可选地，该基于无人机的移动通信信号分析方法通过5.8GHzWiFi将实时获取无人机的位置信息发送给地面的导航控制系统，此处之所以选择5.8GHzWiFi，主要是为了避免不必要的信号干扰，提高位置信息的准确性。
S102：使用挂载在无人机上的天线接收无线信号；
可选地，天线挂载在挂载器上，且优选为八木天线，同时其方位角和俯仰角也可由挂载器调节；无线信号包括终端向基站发送的上行信号，也包括基站向终端发送的下行信号。
S103：将天线接收的无线信号调制为发射信号并将其向地面发射；
具体地，步骤S103包括以下步骤：
放大无线信号；
使用微波发射调制模块将放大的无线信号调制为发射信号；
使用微波发射调制模块将发射信号向地面发射。
可选地，无线信号频段为500MHz至4GHz，用于调制的载波频段为60GHz的微波。
S104：接收发射信号并解调出无线信号；
具体地，步骤S104包括以下步骤：
使用微波接收还原模块接收发射信号；
使用微波接收还原模块解调出无线信号。
S105：根据位置信息和解调后的无线信号进行网络优化。
具体地，步骤S105包括以下步骤：
网络分析系统从微波接收还原模块获取无线信号；
网络分析系统根据位置信息和解调后的无线信号进行网络优化。
可选地，网络分析系统为扫频仪或频谱仪等。
本发明一种基于无人机的移动通信信号分析系统，其包括用于采集无人机位置信息的无人机单元、用于采集无线信号的无线信号采集单元以及网络分析系统100，其中，无人机单元、无线信号采集单元分别连接网络分析系统100。
无人机单元包括无人机200以及用于控制无人机的导航控制系统201，其中，导航控制系统201位于地面上,其用于获取无人机200的位置信息；网络分析系统100通过导航控制系统201与无人机单元连接；无人机200通过5.8GHzWiFi与导航控制系统201数据连接。由于本发明选择5.8GHzWiFi通信方式，因此具有良好的降噪性能。
无人机200包括GPS模块2001、挂载器2003以及用于拍照或录像的影像模块2005，其中，GPS模块2001、挂载器2003固定于无人机200上，影像模块2005挂载于所述挂载器2003上，所述挂载器2003还可以用于调节影像模块2005的方位角和俯仰角以便于航拍。
在使用时，无人机200会飞在空中，同时其还会通过GPS模块2001、影像模块2005以及挂载器2003实时获取位置信息，所述位置信息具体包括经纬度、高度、挂载方位角、俯仰角、照相取证等。同时，无人机200还会通过5.8GHzWiFi将获取的位置信息发送给导航控制系统201，该过程优选为无人机200的中央处理器控制完成。
无线信号采集单元包括用于将天线接收的无线信号调制为发射信号并将其向地面发射的采集发射模块300以及用于接收发射信号并解调出无线信号的微波接收还原模块301，其中，采集发射模块300挂载于上述挂载器2003上，其方位角和俯仰角也可以通过挂载器2003调节；微波接收还原模块301位于地面上，网络分析系统100通过微波接收还原模块301与无线信号采集单元连接。
采集发射模块300包括微波调制发射模块以及用于接收无线信号的天线，其中，微波发射模块与天线连接，所述天线为定制天线且优选为八木天线，同时，天线的方位角和俯仰角可以通过挂载器2003调节。
微波调制发射模块包括放大单元、微波调制器、微波发射器以及提供工作电压给放大单元、微波调制器以及微波发射器的电池单元，其中，天线通过放大单元与微波调制发射模块连接；放大单元、微波调制器、微波发射器顺次连接。
在实际使用中，无线信号采集单元先通过天线采集无线信号，再通过放大单元放大无线信号，然后通过微波调制器将放大的无线信号调制为发射信号，最后使用微波发射器将发射信号向地面发射。
可选地，无线信号频段为500MHz至4GHz，用于调制的载波频段为60GHz的微波。
微波接收还原模块301包括微波接收器、微波解调器以及提供工作电压给微波接收器、微波解调器的电能单元，其中，微波接收器、微波解调器分别连接电能单元；采集发射模块300通过微波接收器与微波接收还原模块301连接。
在实际使用中，微波接收器接收采集发射模块300的微波发射器发射的发射信号，微波解调器将从发射信号中解调出无线信号。
网络分析系统100是一分析装置，其优选为扫频仪或频谱仪等，该网络分析系统100用于根据从导航控制系统201获取的位置信息以及从微波接收还原模块301中获取的无线信号进行通信网络的优化。
与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明一种基于无人机的移动通信信号分析方法及系统，其通过微波调制发射模块将无信线号实时传送到导航控制系统201，解决无人机承重和续航能力有限的难题，同时，其还通过无人机200携载天线、GPS模块2001、影像模块2005以及挂载器2003，使得网络优化人员不仅可以获取下行信号数据，还可以获取上行信号数据，突破了驱车测试只能获取下行信号数据的瓶颈，在一定程度上也解决了网络优化采集数据区域受限的问题，进一步提高了网络优化的效果。最后，该基于无人机的移动通信信号分析方法及系统通过采用5.8GHzWiFi实现导航控制系统201与无人机200之间的通信，避免了不必要信号的干扰，提高了采集数据的准确性。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于无人机的移动通信信号分析方法，其特征在于，该方法包括：
S101：获取无人机的位置信息；
S102：使用挂载在无人机上的天线接收无线信号；
S103：将天线接收的无线信号调制为发射信号并将其向地面发射；
S104：接收发射信号并解调出无线信号；
S105：根据所述位置信息和解调后的无线信号进行网络优化。
2.如权利要求1所述的基于无人机的移动通信信号分析方法，其特征在于，所述步骤S101包括：
在导航控制系统预设无人机的飞行路线；
开启无人机并操控无人机按预定飞行路线飞行；
实时获取无人机的位置信息并将位置信息发送给导航控制系统。
3.如权利要求1所述的基于无人机的移动通信信号分析方法，其特征在于，所述步骤S103包括：
放大无线信号；
使用微波发射调制模块将放大的无线信号调制为发射信号；
使用微波发射调制模块将发射信号向地面发射。
4.如权利要求1所述的基于无人机的移动通信信号分析方法，其特征在于，所述步骤S104包括：
使用微波接收还原模块接收发射信号；
使用微波接收还原模块解调出无线信号。
5.如权利要求4所述的基于无人机的移动通信信号分析方法，其特征在于，所述步骤S105包括：
网络分析系统从微波接收还原模块获取无线信号；
网络分析系统根据位置信息和无线信号进行网络优化。
6.一种基于无人机的移动通信信号分析系统，其特征在于，包括：无人机单元、无线信号采集单元以及网络分析系统，所述无人机单元包括无人机以及控制无人机的导航控制系统，所述无线信号采集单元包括天线、采集发射模块以及微波接收还原模块；
所述导航控制系统用于获取无人机的位置信息；.
所述天线挂载在所述无人机上，用于接收无线信号；
所述采集发射模块，用于将天线接收的无线信号调制为发射信号并将其向地面发射；
所述微波接收还原模块，用于接收发射信号并解调出无线信号；
所述网络分析系统，用于根据所述位置信息和解调后的无线信号进行网络优化。
7.如权利要求6所述的基于无人机的移动通信信号分析系统，其特征在于，所述无人机通过5.8GHzWiFi与所述导航控制系统数据连接,所述网络分析系统通过导航控制系统与无人机单元连接。
8.如权利要求7所述的基于无人机的移动通信信号分析系统，其特征在于，所述无人机包括GPS模块、用于拍照或录像的影像模块以及挂载器，所述GPS模块、挂载器固定于所述无人机上，所述影像模块挂载于所述挂载器上。
9.如权利要求8所述的基于无人机的移动通信信号分析系统，其特征在于，所述采集发射模块挂载于所述无人机单元的挂载器上，所述网络分析系统通过微波接收还原模块与无线信号采集单元连接。
10.如权利要求6-9任一项所述的基于无人机的移动通信信号分析系统，其特征在于，所述网络分析系统为扫频仪或频谱仪。
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