CN108471327A - 一种无人机通信系统 - Google Patents

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杨亮
张桓豪
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Abstract

本发明实施例公开了一种无人机通信系统，包括：若干个无人机、发送端和接收端；任意两个无人机之间通过自由空间光通信连接；最靠近发送端的无人机与发送端之间射频通信连接；最靠近接收端的无人机与接收端之间射频通信连接。本发明提供的无人机通信系统，解决了现行的无线微波通信出现频带拥挤，资源缺乏的技术问题，提供了一种大容量、高码率的无人机通信方式。

Description

一种无人机通信系统
技术领域
本发明涉及无人机通信领域，尤其涉及一种无人机通信系统。
背景技术
当信息传输的发送端与目的端遇到了障碍(如山峰)时，现有的通信方式是选择在障碍物上安装传输中继达到传输目的，如图1。
若遇见两个或更多的障碍物时，则需要更多的中继来进行传输。但当遇到恶劣地形条件时，中继架设工程施工难度大，建设周期长，费用高。而现有的解决方式是引入无人机作为中继进行传输，如图2。
在现有的无人机通信系统中，多采用的是wifi或无线电波的传输方式。而现代社会信息的日益膨胀，使信息传输容量剧增，现行的无线微波通信出现频带拥挤，资源缺乏现象，因此，开发大容量、高码率的无线激光通信是未来空间通信发展的主要趋势。
发明内容
本发明实施例提供了一种无人机通信系统，提供了一种大容量、高码率的无人机通信方式。
本发明提供了一种无人机通信系统，包括：若干个无人机、发送端和接收端；
任意两个所述无人机之间通过自由空间光通信连接；
最靠近所述发送端的无人机与所述发送端之间射频通信连接；
最靠近所述接收端的无人机与所述接收端之间射频通信连接。
优选地，所述无人机的工作模式为解码转发模式。
优选地，最靠近所述发送端的无人机与所述发送端之间的射频链路、最靠近所述接收端的无人机与所述接收端之间的射频链路均沿视线传播。
优选地，最靠近所述发送端的无人机与所述发送端之间的信道衰落模型、最靠近所述接收端的无人机与所述接收端之间的信道衰落模型均服从Rician分布。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供了一种无人机通信系统，包括：若干个无人机、发送端和接收端；任意两个无人机之间通过自由空间光通信连接；最靠近发送端的无人机与发送端之间射频通信连接；最靠近接收端的无人机与接收端之间射频通信连接。本发明提供的无人机通信系统，解决了现行的无线微波通信出现频带拥挤，资源缺乏的技术问题，提供了一种大容量、高码率的无人机通信方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为安装有中继的信息传输系统的示意图；
图2为无人机作为中继的信息传输系统的示意图；
图3为本发明提供的一种无人机通信系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种无人机通信系统，提供了一种大容量、高码率的无人机通信方式。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图3，本发明提供的一种无人机通信系统的一个实施例，包括：若干个无人机、发送端和接收端；
任意两个无人机之间通过自由空间光通信连接；
最靠近发送端的无人机与发送端之间射频通信连接；
最靠近接收端的无人机与接收端之间射频通信连接。
如图3所示，在本实施例中，无人机可悬停在空中，也可连续飞行，其设有移动通信系统，为方便说明，以图3中的示例作为说明。无人机下方为两座山，山的左边为信号发射端，右边为信号接收端，信号发射端与接收端之间没有直通链路，信号不可以直接通信，为了搭建通信链路，以两个无人机为中继，实现信号从发送端到接收端的实时转发。
更进一步地，无人机的工作模式为解码转发模式。
更进一步地，最靠近发送端的无人机与发送端之间的射频链路、最靠近接收端的无人机与接收端之间的射频链路均沿视线传播。
更进一步地，本实施例考虑大尺度路径损耗，由于无人机与接收端、发送端之间无遮挡，最靠近发送端的无人机与发送端之间的信道衰落模型、最靠近接收端的无人机与接收端之间的信道衰落模型均服从Rician分布。
本发明提供的无人机通信系统采用了FSO光通信，具备以下优点：
(1)微米级的波束发散角和稳定的方向。波束发散角与波长成正比。光通信的工作波长一般在微米量级或更小，而和微波通信的波长范围在数百米到亚厘米之间。因此，光通信的光束发散角比RP和微波通信至少小3到4个数量级，大约在10微弧度左右。这在军事应用上具有非常重要的意义，因为捕捉这么窄的光束是非常困难的，从而大大提高了军事通信的保密性。
(2)设备对电源量需求很低，只需几伏，采用本地供电，并且供电方式多种多样。
(3)高数据传输率。对激光脉冲进行调制解调后，光通信可以提供高达10Gbps(每秒千兆位)量级的数据传输率，远远高于目前RF及微波通信传输速度。
(4)低发射功率，高接收功率。对于接收端而言，有效接收功率与波束发散角的平方成反比。由于光通信的波束发散角远小于RF和微波通信。因此，在距离相同的情况下，较之RF和微波通信，光通信可以用更小的发射功率获得更高的接收功率。
(5)传输容量大。微波频率大致在数GHz到数十GHz量级，而激光的频率大致在数百.THz量级，比微波高3-5个数量级，因而可以得到高得多的数据传输速率。
(6)经济性强。没有任何设计、勘察、工程和线路费等附加费用，较其它如卫星站、短波和光缆等手段每兆比特的传输费用更为经济。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种无人机通信系统，其特征在于，包括：若干个无人机、发送端和接收端；
任意两个所述无人机之间通过自由空间光通信连接；
最靠近所述发送端的无人机与所述发送端之间射频通信连接；
最靠近所述接收端的无人机与所述接收端之间射频通信连接。
2.根据权利要求1所述的无人机通信系统，其特征在于，所述无人机的工作模式为解码转发模式。
3.根据权利要求1所述的无人机通信系统，其特征在于，最靠近所述发送端的无人机与所述发送端之间的射频链路、最靠近所述接收端的无人机与所述接收端之间的射频链路均沿视线传播。
4.根据权利要求4所述的无人机通信系统，其特征在于，最靠近所述发送端的无人机与所述发送端之间的信道衰落模型、最靠近所述接收端的无人机与所述接收端之间的信道衰落模型均服从Rician分布。
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