CN108604920B - 具有分布式接收器结构的通信系统 - Google Patents

Abstract

一种通信系统用于接收来自移动源的信息。系统包括多个天线，多个天线包括被配置成接收来自多个移动源的信号的多个天线的多个不相交的组。至少一个天线子组具有与多个天线的多个不相交的组中的另一组中的天线重叠的覆盖区域。通信系统还包括多个接收器，以及针对每组的多个天线包括一个信号路径的多个信号路径。每个信号路径都被配置成向多个接收器中的每一个提供来自多个不相交的天线组中的对应组的多个天线的输出。每个接收器基于从信号路径接收到的信号的一个或更多个特性来选择输出来自一个或更多个信号路径的信息。

Description

具有分布式接收器结构的通信系统

背景技术

本文中所描述的技术涉及无线通信系统，其可以用于使高速无线电控制的无人驾驶飞行器(即无人机)在低延迟的视频传输和飞行控制的情况下急速行进以及用于包括与其他类型的移动设备的无线通信的其他环境。

目前，现有无线系统受限于整体范围。例如，可能难以保持与具有妨碍视线的障碍物的较大区域上的多个移动设备(例如，飞行器)进行通信。

现有系统还受限于占用相同覆盖区域的活动用户的总数。该限制是出于经济和功耗目的要求较低的互调失真规范的标准设计实践的结果。

一些现有的无线视频解决方案FM利用用于视频、左音频和右音频的单独载波对NTSC信号进行调制，这导致了多载波FM信号被发送。由于发送器电路和接收器电路两者的有源级的非线性特性，所以在原始信号带宽之外生成寄生信号，导致在相邻信道中生成噪声。该噪声导致对给定无线电范围内的活动用户的数目的进一步限制。

由于使用非授权的频谱和管理非授权的频谱的规则，所以用于飞行控制通信的现有硬件的范围也有限。

附图说明

图1是实现分布式接收器结构的分布式天线系统的一个实施方式的框图。

图2是分集式接收器的一个示例的框图。

图3是远程接收器前端模块的一个示例的框图。

图4是与内联放大器模块组合的远程接收器前端模块装置的一个示例的框图。

图5是描述用于捕获移动设备(例如，急速行进中的无人驾驶飞行器)上的视频的处理的一个实施方式的流程图。

图6是描述用于操作图1的分布式天线系统的处理的一个实施方式的流程图。

图7是用于向移动设备(例如，急速行进中的无人驾驶飞行器)提供控制信号的系统的框图。

具体实施方式

提出了一种用于与多个移动源进行通信的通信系统。例如，实现分布式接收器结构的分布式天线系统可以用于接收来自一组无人驾驶飞行器的现场视频。系统包括多个天线，所述多个天线包括被配置成接收来自多个移动源的信号的多个天线的多个不相交的组。天线中的至少一个子组具有与多个天线的多个不相交的组中的另一组中的天线的覆盖区域相邻(任何可能的交叠)的覆盖区域。通信系统还包括多个接收器以及(在一个实施方式中)包括用于多个天线的每组的一个信号路径的多个信号路径。每个信号路径都被配置成向多个接收器中的每一个提供来自天线的多个不相交的组的对应的多个天线的组的输出。每个接收器基于从信号路径接收到的信号的一个或更多个特性来选择输出来自一个或更多个的信号路径的信息。

本文中所描述的技术的一个示例性实现方式包括无人机急速行进系统，该无人机急速行进系统包括：多个无人机；分布式天线系统；多个远程控制器，其使用模拟通信参与和无人机的单向或双向通信以使无人机飞行，使得每个控制器仅与一个无人机(或多个无人机)进行通信；以及提供第一人称视角(FPV)的多个头戴式显示器(或其他类型的显示器)，其经由分布式天线系统使用模拟通信来接收来自无人机的视频，使得每个头戴式显示器接收来自一个无人机(多个无人机)的视频。控制器各自包括处理器、存储器、显示器、输入设备(按钮、转盘、操作杆、旋钮等)、扬声器等并且被用于远程驾驶无人机。头戴式显示器提供虚拟现实体验，使得穿戴该显示器但远离无人机的驾驶员经由标准或高清视频看见无人机中的驾驶员将看到的内容。无人机可以是任何类型的无人驾驶飞行器，其包括飞机、直升飞机、具有多个螺旋桨(例如，4个螺旋桨)的其他飞行器或任何类型的无人机设计。在一些实施方式中，无人机包括一个或更多个天线，该一个或更多个天线用于与分布式天线系统以及其他天线系统进行无线通信，以从远程控制器接收用于飞行控制的指令、向远程控制器提供遥测和其他飞行数据、以及向头戴式显示器提供视频以便从无人机传送视频。

在一个示例性实施方式中，4到6个无人机可以在位于室内和/或室外并且包括多种类型的地形和障碍物的路线上急速行进。在许多情况下，使用远程控制器的驾驶员会在整个急速行进期间看不到无人机并且会依靠从无人机接收到的视频。驾驶员使用远程控制器和头戴式显示器来使无人机飞行。因为无人机会飞得很快并且这是急速行进，所以视频和命令的通信必须是低延迟的。如果无人机对飞行命令的响应较慢或驾驶员对无人机路径中的障碍物的反应较慢，则无人机可能坠毁。

图1是实现分布式接收器结构的、可以用作无人机急速行进系统的一部分的分布式天线系统的一个实施方式的框图。虽然下面的讨论相对于无人机描述了图1的系统，但图1的系统和本文中所描述的技术可以与其他移动源(例如，汽车、计算设备、有人驾驶飞行器、航天器等)一起使用。在图1中描绘了六个无人机1、2、3、4、5和6。可以使用多于六个或少于六个的无人机。每个无人机1、2、3、4、5和6包括提供急速行进事件的第一人称视角的视频摄像机(例如，NTSC或任何其他视频格式)。由摄像机生成的NTSC信号被频率调制到载波频率上，并且从无人机发送至分布式天线系统。在该示例中，使用5.8GHz的频带，这是因为5.8GHz的频带是全球流行的非授权的频带。每个无人机的载波频率被设置成5.8GHz的频带内的唯一的信道以避免干扰，并且信道被分配以提供与其他信道的分离并且避免产生带内互调失真产物。不管频率选择如何，不可避免地会产生互调产物；然而，通过使用适当的频率选择，期望的信号可以被分配到频谱中的希望的位置以避免与互调产物在信道上的冲突。

图1示出了六个天线10、12、14、16、18和20。可以使用多于六个或少于六个的天线。每个天线与该天线可以与无人机(或其他移动源)可靠地进行通信的覆盖区域相关联。例如，天线10位于覆盖区域22中并且与覆盖区域22对应，天线12位于覆盖区域24中并且与覆盖区域24对应，天线14位于覆盖区域26中并且与覆盖区域26对应，天线16位于覆盖区域28中并且与覆盖区域28对应，天线18位于覆盖区域30中并且与覆盖区域30对应，并且天线20位于覆盖区域32中并且与覆盖区域32对应。在一个实施方式中，覆盖区域重叠，例如，无人机6被描绘成位于覆盖区域28与覆盖区域30之间的重叠区域中。

如果无人机1、2、3、4、5、6位于覆盖区域22、24、26、28、30、32内，则使用天线10、12、14、16、18、20来接收信号，其中，信号被远程接收器前端模块放大。例如，远程接收器前端模块50连接至天线10，远程接收器前端模块52连接至天线12，远程接收器前端模块54连接至天线14，远程接收器前端模块56连接至天线16，远程接收器前端模块58连接至天线18，并且远程接收器前端模块60连接至天线20。

在被对应的远程前端模块放大之后，经放大的信号通过传输介质(例如，同轴线缆或光纤线缆)被传递至组合分发网络，该组合分发网络将多个天线10、12、14、16、18、20连接至多个接收器70、72、74、76、78、80。在一个实施方式中，第一组合分发网络包括合路器62和分路器66，并且第二组合分发网络包括合路器64和分路器68。合路器62接收并且组合来自天线10(经由远程接收器前端模块50)、天线14(经由远程接收器前端模块54)和天线18(经由远程接收器前端模块58)的信号，以创建第一组合信号63。第一组合信号63被提供给分路器66的输入端，该分路器66生成第一组合信号的六个副本并且将每个副本发送至六个分集式接收器70、72、74、76、78、80中的不同的一个。合路器64接收并且组合来自天线12(经由远程接收器前端模块52)、天线16(经由远程接收器前端模块56)和天线20(经由远程接收器前端模块60)的信号，以创建第二组合信号65。第二组合信号65被提供给分路器68的输入端，该分路器68创建第二组合信号的六个副本，并且将每个副本发送至六个分集式接收器70、72、74、76、78、80中的不同的一个。因此，分集式接收器70、72、74、76、78、80中的每一个接收至少两个信号：(1)来自分路器66的信号和(2)来自分路器68的信号。因此，每个接收器可以潜在地接收来自每个天线的信号。

在一个实施方式中，每个分集式接收器70、72、74、76、78、80与每个无人机1、2、3、4、5、6相关联，使得每个分集式接收器70、72、74、76、78、80对接收到的信号进行滤波，以识别来自相一个关联的无人机的信号。例如，分集式接收器可以包括带通滤波器，带通滤波器去除与用于相关联的无人机的载波不同的载波上的信号。因此如果分集式接收器70与无人机1相关联，则分集式接收器70将在其输入端处从两个信号中滤除来自无人机2至6的信号。分集式接收器被调谐到对应的无人机的频率，这就是分集式接收器与对应的无人机是如何相关联的。在进行滤波之后，每个分集式接收器基于信号特性来选择两个被滤波的输入信号中的一个(下面将讨论)。然后，接收器(针对相关联的无人机)对所选信号的频率调制载波进行解调，以创建NTSC信号(或其他格式)。在另一实施方式中，分集式接收器可以解调两个信号，但放弃未被选择的信号。

在分集式接收器的输出端处将所选择的NTSC信号提供给连接的显示设备。例如，分集式接收器70连接至显示器82，分集式接收器72连接至显示器84，分集式接收器74连接至显示器86，分集式接收器76连接至显示器88，分集式接收器78连接至显示器90，并且分集式接收器80连接至显示器92。显示器可以是用于第一人称观看的头戴式显示器、计算机监视器、电视机等。在一些情况下，不止一个显示器可以接收分集式接收器的输出。此外，可以经由一个或更多个电视信号来广播一个或更多个分集式接收器的输出。在一个实施方式中，每个无人机都有一个分集式接收器和一个显示器。在其他实施方式中，每个无人机可以有不止一个分集式接收器和/或不止一个显示器。在一些实施方式中，一些无人机将不与分集式接收器和/或显示器相关联。在一个实施方式中，每个分集式接收器接收来自每个无人机的视频，并且仅向显示器输出一个视频(或全部视频或视频的子集)。在另一实施方式中，每个接收器仅接收一个视频信号。在另一实施方式中，每个接收器接收来自每个无人机的视频并且将所有视频输出至每个用户。

在一个实施方式中，系统使用多个分离的信号路径，使得如果覆盖区域22、24、26、28、30、32相邻(并且可能重叠)，则使覆盖区域22、24、26、28、30、32保持隔离并且保持在至分集式接收器的分离的信号路径上。在该实施方式中，天线10、12、14、16、18、20被分组成多个天线的多个不相交的组，多个天线的每组被配置成接收来自多个移动源(例如，多个无人机)的信号。例如，天线10、14和18在第一组多个天线中，并且天线12、16和20在第二组多个天线中。第一组中的天线的覆盖区域与第二组中的天线的覆盖区域相邻并且重叠。相邻的天线在不同的不相交的天线组中。例如，天线12与天线10和14相邻，因此天线12与天线10和14在不同的组中。类似地，天线12的覆盖区域24与天线10和14的覆盖区域22和覆盖区域26相邻并且重叠。通过这种方式，在相邻天线处接收到的信号将保持被隔离。来自第一组的多个天线10、14和18的信号经由包括远程接收器前端模块、传输线路、合路器62和分路器66的第一信号路径被发送至分集式接收器70至80。来自第二组的多个天线12、16和20的信号经由包括远程接收器前端模块、传输线路、合路器64和分路器68的第二信号路径被发送至分集式接收器70至80。选择覆盖区域的位置，使得非相邻无线电区域可以被组合成单个分集路径，由此减少所需的分集路径的总数目。

在一个实施方式中，每个分集式接收器将接收来自每个信号路径的一个组合信号。因为图1的系统包括两个信号路径，所以每个分集式接收器将接收两个组合信号，一个组合信号来自两个信号路径中的每一个。即，每组天线都有一个信号路径。在一些实施方式中，天线及其相关联的覆盖区域可以被分组成多于两个的不相交的多个天线组；因此，将存在多于两个的信号路径。如果天线被分组成N个不相交的多个天线组，则将存在N个信号路径，并且每个分集式接收器将接收N个输入。

在一个实施方式中，从远程接收器前端模块50、52、54、56、58、60到合路器62和合路器64的传输线路是同轴线缆。在另一实施方式中，那些传输线路是光纤线缆，其具有位于远程接收器前端模块50、52、54、56、58、60处的RF光纤发送模块以及位于合路器62和64处的RF光纤接收模块。用低损耗光纤替换同轴线缆允许更长的线缆的使用，从而允许更大的NLOS覆盖区域。同轴线缆和光纤线缆的组合是另一种可行的实现方式。也可以使用其他传输介质。

图2是可以被实现为一个或更多个电路的分集式接收器70、72、74、76、78和80的一个实施方式的框图。通过实现两个或更多个分离的(即，不进行通信的)信号路径来实现分集。基于一个或更多个信号特性(例如，接收信号强度指示(RSSI)、链路质量、视频的清晰度、视频中的项目的位置或无人机的位置)来选择信号路径中的一个或更多个。图2示出了N个信号路径输入接口102-1、102-2......102-N，其中的每一个均包括滤波器，以移除来自除某一个无人机之外的所有无人机(或其他类型的源)的信号。在一些实施方式中，可以保留来自不止一个无人机/源的信号。在一个示例性实现方式中，每个分集式接收器70、72、74、76、78、80都进行滤波以获得来自不同的无人机的信号。此外，信号路径输入接口102-1、102-2......102-N包括用于确定指示信号特性的RSSI或其他指标(参见上文)的电路。作为来自同一无人机/源但来自不同信号路径的信号的从信号路径输入接口102-1、102-2......102-N输出的每个信号被提供给N:1模拟开关108，其中，N是唯一信号路径的数目。所提取的信号特性被提供给开关逻辑110以用于选择一个(或多于一个的)信号。在图2的示例中，针对每个信号路径确定RSSI以确定哪个路径具有最强的信号。该处理使得最强的接收信号被路由到视频输出端112，而所有其他信号均被隔离。在另一实施方式中，可以将多个视频组合成单个更高质量(或相同质量)的视频。在一个示例性实现方式中，视频输出端112是用于向所连接的显示器提供视频的输出接口电路。在一个实施方式中，开关108包括用于解调所选信号的电路系统，以重新生成原始NTSC视频信号。在一个实施方式中，分集式接收器将解调所有接收到的信号路径，但放弃除了所选择的信号之外的所有信号，其中选择信号并且确定RSSI在解调之后进行。在另一实施方式中，分集式接收器可以在信号路径输入接口102-1、102-2......102-N与开关108之间具有电路或处理器以执行解调。在一些实现方式中，分集式接收器具有控制图2中描绘的部件的处理器。

图3是远程接收器前端模块50、52、54、56、58、60的一个实施方式的框图。在一个实施方式中，远程接收器前端模块包括低噪声放大器154和158、可选的RF滤波器152和156以及可变衰减器160的组合。远程接收器前端模块连接至天线并且同时设置接收器的噪声系数和总增益。可选择地使用滤波器来减少带外噪声，并且可选的可变衰减器可以用于在串联使用多个模块的情况下控制整体增益分布。在将信号发送至低噪声放大器154之前，在滤波器152处接收来自天线的信号150以移除噪声。低噪声放大器154的输出被提供给滤波器156。滤波器156的输出被发送至低噪声放大器158，然后被发送至衰减器160。衰减器160的输出被发送至合路器62或64。

在一些设计中，对于远程接收器前端模块与合路器之间的给定长度的线缆，无论是同轴线缆还是光纤线缆，都应该克服损耗以将信号衰减保持到最小。克服该损耗的一种方法是使用具有足够增益的内联放大器模块来克服随后的损耗。图4是要沿着远程接收器前端模块与合路器之间的线缆使用的示例性内联放大器模块的电路的框图。示例性远程接收器前端模块(RRFEM)161(其可以是50、52、54、56、58或60中的任何一个)的输出沿着线缆162(同轴线缆或光纤线缆)发送约100英尺(或其他量)。在大约100英尺(或其他量)之后，放置内联放大器模块164，然后是另一个100英尺的线缆等等。在一个实施方式中，每隔100英尺有内联放大器模块164。内联放大器模块164的一个示例实现包括滤波器166，该滤波器166的输出端连接至低噪声放大器168的输入端。可选地使用滤波器来减少带外噪声。

使用远离分集式接收器的远程接收器前端模块和内联放大器模块是使系统成为分布式接收器系统的原因。通过使用分布式接收器系统，可以实现范围的显著扩大；然而，挑战在于组合来自每个天线的信号。以高速度急速行进的无人机需要在整个系统中的非常小的延迟，一些驾驶员希望视频反馈大约＜10毫秒，以便对急速行进路线的特征做出适当的反应。因此，一个实施方式使用NTSC模拟视频发送器和模拟分布式视频接收器。

对于没有数字报头信息或导频音的模拟DAS系统，信号的组合和至多个终端用户的重新分配应该以来自多个路径的信号必须彼此隔离以避免称为多路径干扰的信号衰减或“重影”的方式来实现，因为其应用于视频信号。如果来自相同的模拟网络中的两个或更多个信号路径的相同信号在时间上一致，则将它们建设性地组合在一起，但是如果它们在时间上稍微偏移，则可以将它们非建设性性地组合在一起。例如，如果无人机位于两个或更多个天线之间的相等距离处，并且信号路径被组合到单个接收器中，则所得到的组合信号可能会出现失真，并且在一些情况下会完全丢失。在所提出的系统中使用的一种补救措施是利用分集式接收器，并且以以下这样的方式放置天线：a)天线覆盖区域之间存在重叠，以提供整个急速行进路径的连续性而不存在覆盖丢失；以及b)来自相邻天线的信号不被组合到相同的信号路径中。然后，随着无人机从一个天线区域穿越到另一个天线区域，分集式接收器可以用于基于RSSI在信号路径之间自动地切换。充分间隔开的非相邻天线可以组合成共同信号路径，因为在每个天线处将不会同时存在足够高的幅度，这是由于传播中的损失会导致显著的信号衰减。

在模拟分布式接收器中进行组合的另一个挑战是，无论何时都存在多于一个的载波(或子载波)频率，接收器中常用的有源元件(即LNA、混频器、解调器等)将产生互调失真。这会导致对其他用户造成干扰的混合频率产物。NTSC发送器频率的常用实现方式是将视频、左音频和右音频调制到单独的子载波上，然后在发送之前对其进行组合。当存在各自发送多个子载波的多个用户时，这会进一步复杂化，导致混合频率产物在使用的整个频带内频繁出现。为此，作为提出的该系统的一部分，调节该信号的一种方法是修改下行信号以移除左右音频子载波，从而将系统中的三阶混合产物的数量减少66％。

为了远程地定位天线，除了分布在整个信号路径中的放大器模块之外，还使用远程接收器前端模块装置来保持分集式接收器的动态范围。只要不违反先前的天线放置要求，并且a)内联放大器模块、远程接收器前端模块的增益总和以及所有线缆和其他无源元件的损耗不限制系统的级联噪声系数，并且b)级联接收器中任何级的三阶截点不超过级联中任何级的1dB压缩点，布置和数量就可以无限制地延长。为此，内联放大器装置被设计成使得每个内联放大器的增益与每个增量部分的同轴线缆或光纤线缆的损耗匹配，并且每个分集式接收器路径被设计成具有级联的NF、PldB和IP3特征，使得接收器前端模块将接收器性能的这些关键指标设置为所有良好接收器设计所能实现的那样。

图5是描述用于捕获无人机1、2、3、4、5或其他移动设备的视频的处理的一个实施方式的流程图。这是使用图1的系统发送至显示器82、84、86、88、90、92的视频。在步骤302中，无人机1、2、3、4、5中的每一个(或其他源)捕获视频(标清或高清)。在步骤304中，所捕获的视频用于创建NTSC信号。在其他实施方式中，可以使用其他视频格式。在步骤306中，移除NTSC信号的左右音频子载波。在步骤308中，无人机(或其他移动源)上的电子设备使用针对每个无人机的不同载波频率来调制NTSC模拟视频信号。选择载波频率以减少或避免非线性分量(例如，互调产物。例如，如果系统使用两个无人机，则它们各自的载波可以被设置成相隔20MHz。具有六个无人机1、2、3、4、5(或其他源)的系统的一组示例频率是5645MHz、5665MHz、5705MHz、5725MHz、5820MHz和5840MHz。在步骤310中，无人机上的发送器各自将经调制的NTSC模拟视频信号(没有音频子载波)从飞行器无线地发送至一个或更多个天线10、12、14、16、18、20。图5的处理在多个无人机/源的急速行进或其他事件期间被连续执行。

图6是描述用于根据图5的处理(或不同的处理)响应于接收到来自无人机(或其他源)的视频信号来操作图1的分布式天线系统的处理的一个实施方式的流程图。在步骤350中，在第一组天线中的一个或更多个天线处从第一移动源/无人机(1、2、3、4、5中的任一个)接收无线调制模拟信号。步骤352包括在第二组天线中的一个或更多个天线处接收来自第一移动源的无线调制模拟视频信号。第二组天线不包括来自第一组天线的任何天线，并且如图1所示，第一组天线的覆盖区域与第二组天线的覆盖区域重叠。第一组天线的示例包括天线10、14和18。第二组天线的示例包括天线12、16和20。

步骤354包括经由第一信号路径将接收到的无线调制模拟信号从第一组天线发送至第一组合分发网络。步骤356包括经由第二信号路径将接收到的无线调制模拟信号从第二组天线发送至第二组合分发网络。第一组合分发网络的示例包括合路器62、分路器66和远程接收器前端模块50、54、58。第二组合分发网络的示例包括合路器64、分路器68和远程接收器前端模块52、56和60。如图1所示，第二信号路径与第一信号路径分离并且不与第一信号路径进行通信。步骤354和356可以(可选地)利用图4的电路来发送信号。

步骤358包括组合第一组天线的输出，并且将第一组天线的所组合的输出提供给分集式接收器作为第一信号路径的一部分。步骤360包括组合第二组天线的输出并且将第二组天线的组合输出提供给分集式接收器作为第二信号路径的一部分。在步骤362中，每个分集式接收器70、72、74、76、78、80基于信号特性来选择第一组天线的所组合的输出和第二组天线的所组合的输出中的一个(或多于一个的单独的或组合的输出)并且将其输出至显示器82、84、86、88、90、92。然后，输出的视频将显示在所连接的显示器上。图6的处理在多个无人机/源1、2、3、4、5的急速行进或其他事件期间被连续执行。

通过这些装置和方法的实现方式的组合，提出的该系统阐述了一种简化版本的模拟DAS系统，该模拟DAS系统通过消除处理滞后、允许多个用户共同存在于公共覆盖区域中来实现最小延迟，并且可扩展无限数量的位于远程的天线。

对于飞行控制系统，使用采用长距离、窄带、跳频调制方案的发送和接收解决方案。该解决方案在868MHz和915MHz频带中操作，这两个频带分别是欧盟和美洲的非授权频带。该系统的范围很广，但是根据飞行路径周围的环境确实存在死区。该设备的唯一实现方式被用于提供这些区域的扩大范围。通过组合来自多个用户的上行信号(驾驶员到无人机)，它们可以将来自所有驾驶员的信号同时分发至多个天线。使用同轴线缆或光纤线缆，可以使天线位于远处并且被另外放置在死区的区域中。在一个实施方式中，发送给无人机的信号在902MHz至928MHz的范围内被发送，并且具有在间隔0.5MHz的五十个信道之间跳频的能力。来自每个驾驶员的发送信号使用直接序列每隔5毫秒“跳”频以避免干扰其他用户，并且在该系统中，每个发送器使用基于关于伪随机算法的相同的种子的相同序列。因此，系统必须建立和调配为，使得每个发送器在遵循相同跳频序列的同时在时间上偏移，从而消除数据包冲突。在其他实施方式中，不同的无人机/源可以使用不同的种子来避免冲突。

图7是用于向无人机(或其他源)发送飞行控制命令的控制系统的部件的框图。在一个示例中，每个无人机1、2、3、4、5(图7中未示出)具有一个驾驶员(可能穿戴头戴式显示器82、94、86、88、90、92)，并且每个驾驶员都具有一个驾驶员控制器402、404、406、408、410和412。因此，每个无人机均有一个驾驶员控制器。每个驾驶员控制器402、404、406、408、410和412都使用数字PPM信号连接至其自己的发送器。例如，驾驶员控制器402连接至发送器420，驾驶员控制器404连接至发送器422，驾驶员控制器406连接至发送器424，驾驶员控制器408连接至发送器426，驾驶员控制器410连接至发送器428并且驾驶员控制器412连接至发送器430。在一个实施方式中，每个发送器在飞行之前与一个相应的无人机上的接收器配对，该配对包括交换波束跳变算法的密钥。发送器使用不同的跳频载波频率对来自驾驶员控制器的控制信号执行FSK调制。发送器420、422、424、426、428、430的输出全部连接至合路器440，该合路器440将六个信号组合成一个组合信号，并且将该组合信号发送至所连接的分路器442，该分路器442产生组合信号的6个副本。然后，将组合信号从分路器442发送至放置在急速行进路线(或其他环境)周围的一组天线450、452、454、456、458和460。在一个实施方式中，天线450、452、454、456、458和460与天线10、12、14、16、18、20不同。在另一实施方式中，天线450、452、454、456、458和460与天线10、12、14、16、18、20相同。天线450、452、454、456、458和460将从分路器442接收到的组合信号发送给无人机，该无人机对信号进行滤波和解调，以访问来自其配对的驾驶员控制器的信号并且执行该信号中包含的飞行命令。

一个实施方式包括一种通信系统，该通信系统包括：多个天线，其包括被配置成接收来自多个移动源的信号的多个天线的多个不相交的组，至少一个天线子组具有与多个天线的多个不相交的组中的另一组中的天线的覆盖区域相邻的覆盖区域；多个接收器；以及多个信号路径，其针对每组的多个天线包括一个信号路径，每个信号路径都被配置成将来自多个不相交的天线组中的对应组的多个天线的输出提供给多个接收器中的每一个，每个接收器选择输出来自一个或更多个信号路径的信息。

在一个实施方式中，多个天线的多个不相交的组至少包括被配置成接收来自多个移动源的信号的第一组天线和第二组天线，第一组天线的覆盖区域与第二组天线的覆盖区域重叠；并且多个信号路径包括：连接至第一组天线和接收器的第一信号路径，该第一信号路径被配置成将来自第一组天线的输出提供给每个接收器；以及连接至第二组天线和接收器的第二信号路径，该第二信号路径被配置成将来自第二组天线的输出提供给多个接收器中的每个接收器，每个接收器基于从第一信号路径和第二信号路径接收到的信号的信号特性来选择输出来自第一信号路径或第二信号路径的信息。

一个实施方式包括通信系统，该通信系统包括：多个天线，其至少包括被配置成接收来自多个移动源的信号的第一组天线和第二组天线，第一组天线的覆盖区域与第二组天线的覆盖区域重叠；多个接收器；连接至第一组天线和接收器的第一信号路径，该第一信号路径被配置成将来自第一组天线的输出提供给多个接收器中的每个接收器；以及连接至第二组天线和接收器的第二信号路径，该第二信号路径被配置成将来自第二组天线的输出提供给多个接收器中的每个接收器，每个接收器基于从第一信号路径和第二信号路径接收到的信号的信号特性来选择输出来自第一信号路径或第二信号路径的信息。

一个示例性实现方式还包括飞行器控制通信结构，该飞行器控制通信结构包括：控制器，多个移动源是无人驾驶飞行器，并且每个控制器操作飞行器中的一个；连接至控制器的发送器；连接至发送器的合路器；连接至合路器的分路器；以及连接至分路器的控制天线组。

一个实施方式包括一种用于操作通信系统的方法，该方法包括：在第一组天线中的一个或更多个天线处接收来自第一移动源的无线调制模拟信号；在第二组天线中的一个或更多个天线处接收来自第一移动源的无线调制模拟信号，第二组天线不包括来自第一组天线的任何天线，第一组天线的覆盖区域与第二组天线的覆盖区域重叠；组合第一组天线的输出并且将第一组天线的所组合的输出提供作为第一信号路径的一部分；组合第二组天线的输出，并且将所组合第二组天线的输出提供作为与第一信号路径分离并且不与第一信号路径通信的第二信号路径的一部分；以及基于信号特性来选择并输出第一组天线的所组合的输出和第二组天线的所组合的输出中的一个。

针对本文的目的，应当注意的是，附图中所描绘的各种特征的尺寸可以不一定按比例绘制。

针对本文的目的，在说明书中提到的“实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”或“另一实施方式”可以用于描述不同的实施方式或相同的实施方式。

针对本文的目的，连接可以是直接连接或间接连接(例如，经由一个或更多个其他部件)。在一些情况下，当元件被称为被连接或耦接至另一元件时，该元件可以直接连接至另一元件或经由中间元件间接连接至另一元件。当元件被称为被直接连接至另一元件时，则在该元件与另一元件之间不存在中间元件。如果两个设备直接或间接连接，使得它们可以在两者之间传送电子信号，则它们“进行通信”。

针对本文的目的，术语“基于”可以被解读为“至少部分地基于”。

针对本文的目的，在没有附加上下文的情况下，例如"第一"对象、"第二"对象以及"第三"对象的数量术语的使用可以不暗含对象的顺序，但是可以替代地用于识别的目的以识别不同的对象。

针对本文的目的，术语对象的“组”可以指一个或更多个对象的“组”。

出于说明和描述的目的呈现了前面的详细描述。其不旨在是穷举性的或限于所公开的确切形式。根据上述教导可以进行许多修改和变型。选择所描述的实施方式是为了最佳地解释所提出的技术原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够以各种实施方式最好地利用本技术，并且将本技术与适合所设想的特定应用的各种修改一起使用。本发明的范围旨在由所附的权利要求限定。

Claims (14)

1.一种通信系统，包括：

多个天线，其包括被配置成接收来自多个移动源的信号的多个天线的多个不相交的组，至少一个天线子组具有与所述多个天线的多个不相交的组中的另一组中的天线的覆盖区域相邻的覆盖区域；

多个接收器；以及

多个信号路径，其针对每组的多个天线包括一个信号路径，每个信号路径被配置成向所述多个接收器中的每一个提供来自多个不相交的天线组中的对应组的多个天线的输出，所述接收器中的每一个选择输出来自一个或更多个信号路径的信息，

其中，所述多个天线的多个不相交的组至少包括被配置成接收来自多个移动源的信号的第一组天线和第二组天线，所述第一组天线的覆盖区域与所述第二组天线的覆盖区域重叠，

所述多个信号路径包括连接至所述第一组天线和所述接收器的第一信号路径，所述第一信号路径被配置成向所述多个接收器中的每个接收器提供来自所述第一组天线的输出，

所述多个信号路径包括连接至所述第二组天线和所述接收器的第二信号路径，所述第二信号路径被配置成向所述多个接收器中的每个接收器提供来自所述第二组天线的输出，

所述接收器中的每一个基于从所述第一信号路径和所述第二信号路径接收到的信号的信号特性来选择输出来自所述第一信号路径或所述第二信号路径的信息，

所述第一信号路径包括第一组合分发网络，所述第一组合分发网络对来自所述第一组天线中的多个天线的输出信号进行组合以形成第一组合信号，并且将所述第一组合信号发送至所述多个接收器中的每个接收器，并且

所述第二信号路径包括第二组合分发网络，所述第二组合分发网络对来自所述第二组天线中的多个天线的输出信号进行组合以形成第二组合信号，并且将所述第二组合信号发送至所述多个接收器中的每个接收器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：

相邻的天线位于不同的不相交的天线组中。

3.根据权利要求2所述的系统，其中：

所述接收器中的每一个基于从所述第一信号路径或所述第二信号路径接收到的信号的信号特性、针对移动源中的一个来选择输出来自所述第一信号路径或所述第二信号路径的信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述第一信号路径还包括传输线路、放大器和滤波器；并且

所述第二信号路径还包括传输线路、放大器和滤波器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述第一信号路径包括第一组合路器，所述第一组合路器将来自所述第一组天线中的多个天线的输出信号进行组合以形成第一组合信号；

所述第一信号路径包括分路器，其被配置成向所述多个接收器中的每个接收器发送所述第一组合信号；

所述第二信号路径包括第二组合路器，所述第二组合路器将来自所述第二组天线中的多个天线的输出信号进行组合以形成第二组合信号；

所述第二信号路径包括分路器，其被配置成向所述多个接收器中的每个接收器发送所述第二组合信号；并且

所述接收器中的每一个对所述第一组合信号和所述第二组合信号进行操作，以从所述第一组合信号中识别来自移动源中的特定移动源的第一信号并且从所述第二组合信号中识别来自移动源中的特定移动源的第二信号，并且选择输出所述第一信号或所述第二信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其中：

所述接收器中的每一个基于从所述第一信号路径和所述第二信号路径接收到的信号的强度来选择输出来自所述第一信号路径或所述第二信号路径的信息。

7.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述多个天线被配置成接收来自多个移动源的经调制的模拟视频信号；并且

多个移动源是以不同的载波频率进行发送的无人驾驶飞行器。

8.根据权利要求7所述的系统，其中：

所述接收器中的每一个基于从所述第一信号路径和所述第二信号路径接收到的信号的视频清晰度来选择输出来自所述第一信号路径或所述第二信号路径的信息。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括飞行器控制通信结构，所述飞行器控制通信结构包括：

控制器，多个移动源是无人驾驶飞行器，并且每个控制器操作飞行器中的一个；

连接至所述控制器的发送器；

连接至所述发送器的合路器；

连接至所述合路器的分路器；以及

连接至所述分路器的控制天线组。

10.根据权利要求9所述的系统，其中：

所述发送器执行调制和跳频。

11.一种用于操作通信系统的方法，包括：

在第一组天线中的一个或更多个天线处接收来自第一移动源的无线调制模拟信号；

在第二组天线中的一个或更多个天线处接收来自第一移动源的无线调制模拟信号，所述第二组天线不包括来自所述第一组天线的任何天线，所述第一组天线的覆盖区域与所述第二组天线的覆盖区域重叠；

对所述第一组天线的输出进行组合，并且提供所述第一组天线的所组合的输出作为第一信号路径的一部分；

对所述第二组天线的输出进行组合，并且提供所述第二组天线的所组合的输出作为与所述第一信号路径分离并且不与所述第一信号路径通信的第二信号路径的一部分；

基于信号特性来选择并且输出所述第一组天线的所组合的输出以及所述第二组天线的所组合的输出中的一个；

经由所述第一信号路径将所接收到的来自所述第一组天线的无线调制模拟信号发送至第一组合分发网络，由所述第一组合分发网络执行对所述第一组天线的输出的组合并提供所述第一组天线的所组合的输出；以及

经由所述第二信号路径将所接收到的来自所述第二组天线的无线调制模拟信号发送至第二组合分发网络，由所述第二组合分发网络执行对所述第二组天线的输出的组合并提供所述第二组天线的所组合的输出，由从所述第一组合分发网络接收所提供的所述第一组天线的所组合的输出并且从所述第二组合分发网络接收所提供的所述第二组天线的所组合的输出的接收器来执行选择和输出。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

相邻的天线位于所述第一组天线和所述第二组天线中的不同组中。

13.根据权利要求11所述的方法，其中：

在所述第一组天线中的一个或更多个天线处接收来自第一移动源的无线调制模拟信号是在第一组天线中的一个或更多个天线处接收来自一组移动源的无线调制模拟信号的一部分；

在所述第二组天线中的一个或更多个天线处接收来自第一移动源的无线调制模拟信号是在第二组天线中的一个或更多个天线处接收来自一组移动源的无线调制模拟信号的一部分；

所述第一组天线的所组合的输出被发送至多个接收器，作为所述第一信号路径的一部分；

所述第二组天线的所组合的输出被发送至所述多个接收器，作为所述第二信号路径的一部分；以及

所述选择和输出包括：每个接收器对所接收到的所述第一组天线的所组合的输出以及所接收到的所述第二组天线的所组合的输出进行滤波，以从所述第一组天线识别来自对应的移动源的第一接收信号并且从所述第二组天线识别来自对应的移动源的第二接收信号，基于标准来选择所述第一接收信号和所述第二接收信号中的一个，并且输出所选择的信号。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

捕获第一移动源处的视频，所述第一移动源是无人驾驶飞行器；

创建NTSC模拟视频信号；

移除NTSC模拟视频信号的音频频带；

对NTSC模拟视频信号进行调制；以及

在没有来自所述飞行器的音频子载波的情况下无线地发送经调制的NTSC模拟视频信号。

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