CN113014300A - 机载通信设备及通信系统 - Google Patents

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CN113014300A
CN113014300A CN201911328413.1A CN201911328413A CN113014300A CN 113014300 A CN113014300 A CN 113014300A CN 201911328413 A CN201911328413 A CN 201911328413A CN 113014300 A CN113014300 A CN 113014300A
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崔明波
毕战红
刘小平
张丽
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Chengdu TD Tech Ltd
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Abstract

本申请实施例提供一种机载通信设备及通信系统，该机载通信设备装载于无人机上，该机载通信设备包括组网单元和天线；天线与组网单元相连，组网单元通过线缆与地面组网设备相连；组网单元用于接收地面组网设备发送的下行数据，将下行数据通过天线发送给终端设备，其中，终端设备位于天线的信号覆盖范围内。本申请通过将包含组网单元和天线的机载通信设备装载于无人机上，利用无人机的移动性能，使得机载通信设备组网得到的网络的覆盖范围可以灵活移动，从而减少地形对覆盖能力的影响，提高通信网络的覆盖能力。

Description

机载通信设备及通信系统
技术领域
本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种机载通信设备及通信系统。
背景技术
集群通信系统是一种具有交换和控制双重功能的专用移动通信中的指挥、调动系统。集群通信系统已经成为移动通信的重要组成部分，其应用越来越广泛。例如，集群通信组网技术可以应用于偏远地区、救灾现场、补充覆盖等场景中。
一般地，集群通信系统中包括用于辐射和接收无线电波的天线，天线固定架设于天线支架上。集群通信系统的覆盖能力受到天线架设高度及覆盖范围的地形影响。
对于偏远地区、救灾现场等场景，地形通常较为复杂，导致集群通信系统的覆盖能力差。
发明内容
本申请实施例提供一种机载通信设备及通信系统，以解决目前集群通信系统的覆盖能力差的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种机载通信设备，所述机载通信设备装载于无人机上，所述机载通信设备包括组网单元和天线；
所述天线与所述组网单元相连，所述组网单元通过线缆与地面组网设备相连；
所述组网单元用于接收所述地面组网设备发送的下行数据，将所述下行数据通过所述天线发送给终端设备，其中，所述终端设备位于所述天线的信号覆盖范围内。
在一种可能的实施方式中，所述组网单元还用于：
通过所述天线接收所述终端设备发送的上行数据，将所述上行数据发送至所述地面组网设备。
在一种可能的实施方式中，所述组网单元包括射频拉远单元RRU和基带处理单元BBU；
所述天线与所述RRU相连，所述RRU与所述BBU相连，所述BBU通过线缆与所述地面组网设备相连；
所述BBU用于接收所述地面组网设备发送的下行数据，将所述下行数据转换为数字基带信号，并将所述数字基带信号发送至所述RRU；
所述RRU用于将所述数字基带信号转换为射频信号，并通过所述天线将所述射频信号发送至所述终端设备。
在一种可能的实施方式中，所述组网单元还包括第一调度机；
所述第一调度机与所述BBU相连，所述第一调度机通过线缆与所述地面组网设备相连；
所述第一调度机用于接收所述地面组网设备发送的下行数据，将所述下行数据发送至所述BBU。
在一种可能的实施方式中，所述地面组网设备包括第二调度机；
所述第二调度机用于向所述BBU发送所述下行数据。
在一种可能的实施方式中，所述组网单元包括便携式基站设备。
在一种可能的实施方式中，所述机载通信设备还包括电源；
所述电源用于为所述机载通信设备供电。
第二方面，本申请实施例提供一种通信系统，包括地面组网设备、无人机以及如上第一方面以及第一方面各种可能的实施方式所述的机载通信设备，所述机载通信设备装载于所述无人机；
所述地面组网设备用于将下行数据发送给所述机载通信设备的组网单元。
在一种可能的实施方式中，所述通信系统还包括终端设备，所述终端设备包括装载有摄像机的监测无人机；
所述监测无人机用于通过所述摄像机采集图像，并将所述图像发送至所述组网单元；
所述组网单元用于将所述图像发送至所述地面组网设备。
在一种可能的实施方式中，所述通信系统还包括设有显示屏的监测设备；所述监测设备与所述地面组网设备相连；
所述地面组网设备用于将所述图像发送至所述监测设备；
所述监测设备用于在所述显示屏上显示所述图像。
本申请实施例提供的机载通信设备及通信系统，该机载通信设备装载于无人机上，该机载通信设备包括组网单元和天线；天线与组网单元相连，组网单元通过线缆与地面组网设备相连；组网单元用于接收地面组网设备发送的下行数据，将下行数据通过天线发送给终端设备，其中，终端设备位于天线的信号覆盖范围内，通过将包含组网单元和天线的机载通信设备装载于无人机上，利用无人机的移动性能，使得机载通信设备组网得到的网络的覆盖范围可以灵活移动，从而减少地形对覆盖能力的影响，提高通信网络的覆盖能力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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他的附图。
图1为现有的集群通信系统的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的机载通信设备的结构示意图；
图3为本申请又一实施例提供的机载通信设备的结构示意图；
图4为本申请另一实施例提供的机载通信设备的结构示意图。
附图标记说明：
11：基站；
12：调度台；
13：天线支架；
14：终端设备；
100：机载通信设备；
110：组网单元；
111：BBU；
112：RRU；
113：第一调度机；
120：天线；
200：无人机；
300：地面组网设备；
400：线缆。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为现有的集群通信系统的结构示意图。如图1所示，集群通信系统可以包括基站11、调度台12、天线支架13和终端设备14。其中，调度台12用于对集群通信系统的调度控制。基站11可以包括RRU(Remote Radio Unit，射频拉远单元)、BBU(Building Base bandUnit，基带处理单元)、调度机和天线。基站11和天线支架13均部署于地面，基站11与安装于天线支架13上的天线相连。终端设备14可以为手机、对讲机、车载电脑等，在此不作限定。图1中虚线表示连接的两个终端设备之间进行通信。
现有的集群通信系统中天线和基站均固定部署于地面。对于偏远地区、救灾现场、大型活动、补充覆盖等场景时，如果集群通信网络所需覆盖的区域内存在复杂的地形，如山峰、建筑物等会对天线的无线电波造成遮挡，导致集群通信网络的覆盖能力较差，无法支持所需覆盖范围内的终端设备之间的通信。
本申请实施例提供的机载通信设备及通信系统，该机载通信设备装载于无人机上，该机载通信设备包括组网单元和天线；天线与组网单元相连，组网单元通过线缆与地面组网设备相连；组网单元用于接收地面组网设备发送的下行数据，将下行数据通过天线发送给终端设备，其中，终端设备位于天线的信号覆盖范围内，通过将包含组网单元和天线的机载通信设备装载于无人机上，利用无人机的移动性能，使得机载通信设备组网得到的网络的覆盖范围可以灵活移动，从而减少地形对覆盖能力的影响，提高通信网络的覆盖能力。下面结合实施例进行说明。
图2为本申请一实施例提供的机载通信设备100的结构示意图。参照图2，本实施例提供的一种机载通信设备100，该机载通信设备100装载于无人机200上。该机载通信设备100包括组网单元110和天线120。
天线120与组网单元110相连，组网单元110通过线缆400与地面组网设备300相连。
组网单元110用于接收地面组网设备300发送的下行数据，将下行数据通过天线120发送给终端设备，其中，终端设备位于天线120的信号覆盖范围内。
本实施例中，机载通信设备100用于装载于无人机200上。无人机200可以为旋转翼无人机、系留式无人机等，在此不作限定。机载通信设备100包括组网单元110和天线120。其中，组网单元110可以包括但不限于以下中的一种或多种：RRU、BBU、调度机等，在此不作限定。
组网单元110通过不同的通信接口分别与天线120、地面组网设备300相连。其中，组网单元110与地面组网设备300之间可以通过线缆400连接，例如，线缆400可以为光纤线缆、电缆等信号线缆，在此不作限定。组网单元110可以分别与天线120、地面组网设备300进行信号传输。地面组网设备300可以包括调度机、调度台、服务器等，在此不作限定。
无人机200可以按照预设的指令或者工作人员的操作指令飞行于空中。地面组网设备300在需要向某个终端设备发送下行数据时，将所需发送的下行数据通过线缆400传输到无人机200上的组网单元110。组网单元110接收到地面组网设备300发送的下行数据后，将下行数据通过天线120辐射出去，位于天线120的信号覆盖范围内的该终端设备可以接收到天线120辐射的无线电波，从而得到下行数据。其中，下行数据可以是另一终端设备发送给该终端设备的语音消息、图像等，也可以是地面组网设备300发送给该终端设备的配置信息等，在此不作限定。
本申请实施例提供的机载通信设备100，该机载通信设备100装载于无人机200上，该机载通信设备100包括组网单元110和天线120；天线120与组网单元110相连，组网单元110通过线缆400与地面组网设备300相连；组网单元110用于接收地面组网设备300发送的下行数据，将下行数据通过天线120发送给终端设备，其中，终端设备位于天线120的信号覆盖范围内，通过将包含组网单元110和天线120的机载通信设备100装载于无人机200上，利用无人机200的移动性能，使得机载通信设备100组网得到的网络的覆盖范围可以灵活移动，从而减少地形对覆盖能力的影响，提高通信网络的覆盖能力。
在一种可能的实施方式中，组网单元110还用于：通过天线120接收终端设备发送的上行数据，将上行数据发送至地面组网设备300。
本实施例中，组网单元110和天线120用于支持终端设备的上行数据和下行数据的通信传输。某终端设备可以将上行数据通过自身的发送单元以无线信号的形式发送出去。组网单元110通过天线120接收终端设备的无线信号，得到上行数据，然后将上行数据通过线缆400传输至地面组网设备300。上行数据可以是终端设备需要发送给另一终端设备的消息，也可以是终端设备上传服务器的图像、监测数据等，在此不作限定。例如，上行数据可以是该终端设备发送给另一终端设备的语音消息，地面组网设备300接收到上行数据后，可以将上行数据发送给另一终端设备。
图3为本申请又一实施例提供的机载通信设备100的结构示意图。参照图3，在一种可能的实施方式中，组网单元110包括RRU112和BBU111。
天线120与RRU112相连，RRU112与BBU111相连，BBU111通过线缆400与地面组网设备300相连。
BBU111用于接收地面组网设备300发送的下行数据，将下行数据转换为数字基带信号，并将数字基带信号发送至RRU112。
RRU112用于将数字基带信号转换为射频信号，并通过天线120将射频信号发送至终端设备。
本实施例中，组网单元110包括RRU112和BBU111。无人机200携带RRU112、BBU111和天线120升空进行集群通信组网。地面组网设备300需要向终端设备发送下行数据时，可以将下行数据通过线缆400传输至BBU111。BBU111将下行数据转换成相应的数字基带信号，将该数字基带信号发送给RRU112。RRU112将该数字基带信号转换成相应的射频信号，然后通过天线120将该射频信号辐射出去，以便终端设备接收该射频信号，得到下行数据。
终端设备也可以通过无人机200携带的RRU112、BBU111和天线120进行上行数据的发送，其数据传输过程与上述下行数据的传输过程相反。终端设备将要发送的上行数据以无线信号的形式辐射出去。天线120接收到无线信号后，将该无线信号传输给RRU112。RRU112将该无线信号转换成相应的数字基带信号，并发送给BBU111。BBU111将数字基带信号转换成上行数据通过线缆400传输至地面组网设备300。
本实施例中，通过将RRU112和BBU111组成组网单元110，将组网单元110与天线120通过无人机200携带到空中，能够利用无人机200可大范围快速的移动，以及高低空覆盖的性能，使得集群通信网络的覆盖范围更加灵活，从而减少地形对覆盖能力的影响，提高通信网络的覆盖能力。
图4为本申请另一实施例提供的机载通信设备100的结构示意图。参照图4，在一种可能的实施方式中，组网单元110还包括第一调度机113。
第一调度机113与BBU111相连，第一调度机113通过线缆400与地面组网设备300相连。
第一调度机113用于接收地面组网设备300发送的下行数据，将下行数据发送至BBU111。
本实施例中，组网单元110除了包括RRU112、BBU111之外，还可以包括调度机。地面组网设备300中不包含调度机，而是将调度机包含在机载通信设备100中，由无人机200携带升空。调度机用于按照调度台的相应指令进行通信调度，例如调度机将某个终端设备发送的语音消息发送给另一终端设备，或者发送给某个群组中的终端设备等。本实施例中将组网单元110中包含的调度机称为第一调度机113。第一调度机113通过线缆400与地面组网设备300相连。地面组网设备300将下行数据通过线缆400传输至第一调度机113，第一调度机113将下行数据发送至BBU111。
本实施例中机载通信设备100还包括调度机，通过将调度机装载到无人机200上，由无人机200携带上空中组网，能够使调度机与BBU111之间的传输距离缩短，便于调度机及时进行通信调度。
在一种可能的实施方式中，地面组网设备300包括第二调度机；
第二调度机用于向BBU111发送下行数据。
本实施例中，机载便携设备中不包括调度机，调度机部署于地面组网设备300。本实施例中将组网单元110中包含的调度机称为第二调度机。第二调度机可以通过线缆400将下行数据传输至无人机200装载的BBU111。
在一种可能的实施方式中，组网单元110可以包括RRU112，不包括BBU111。BBU111部署于地面组网设备300。RRU112与BBU111之间通过信号线缆400连接。
在一种可能的实施方式中，组网单元110包括便携式基站设备。
本实施例中，组网单元110可以包括便携式基站设备，该便携式基站设备对外接口及开关可以包含但不限于以下中的至少一种：电源口、开关机键、网口、LTE(Long TermEvolution，长期演进)射频口、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)/北斗射频口、WIFI(Wireless Fidelity，无线保真)射频接口。其中开关机键、WIFI射频接口为可选配置，部分场景不需要。另外，此设备可以包含内置电池和外接电池或电源两种形式。
在一种可能的实施方式中，机载通信设备100还包括电源。
电源用于为机载通信设备100供电。
本实施例中，机载通信设备100还可以包括用于供电的电源。其中，电源可以为机载通信设备100内部集成电池、无人机200外挂电池、无人机200电源、地面电源等，在此不作限定。地面电源可以为市电、电池箱或油机等便携发电机。
本实施例将机载通信设备100安装在无人机200上，并随无人机200上天，可实现大范围快速的移动，实现高低空覆盖，到达其他交通工具不方便达到的区域进行通信覆盖和业务工作，是机动性更好、可满足快速部署和拆卸、应急使用及低成本要求的组网方式。
参照图2，本申请还提供的一种通信系统。该通信系统包括地面组网设备300、无人机200以及如上实施例所述的机载通信设备100，机载通信设备100装载于无人机200。
地面组网设备300用于将下行数据发送给机载通信设备100的组网单元110。
本实施例中，通信系统包括上述实施例所述的记载通信设备以及地面组网设备300，其中，地面组网设备300用于通过线缆400将下行数据发送给机载通信设备100的组网单元110，然后组网单元110通过天线120将下行数据辐射发送到终端设备。地面组网设备300用于通过线缆400接收组网单元110传输的上行数据。可选地，此外，该通信网络还可以包括无人机控制终端，用于控制无人机200的飞行。无人机控制终端可以将用户输入的飞行指令发送给无人机200，以使无人机200进行相应的飞行动作。用户可以监测当前的网络覆盖状况，在网络覆盖状况需要调整时通过操作无人机控制终端来指示无人机200飞向指定的区域，以调整网络的覆盖范围，使得网络覆盖范围达到所需的范围。
本申请实施例提供的通信系统中，机载通信设备100装载于无人机200上，该机载通信设备100包括组网单元110和天线120；天线120与组网单元110相连，组网单元110通过线缆400与地面组网设备300相连；组网单元110用于接收地面组网设备300发送的下行数据，将下行数据通过天线120发送给终端设备，其中，终端设备位于天线120的信号覆盖范围内，通过将包含组网单元110和天线120的机载通信设备100装载于无人机200上，利用无人机200的移动性能，使得通信系统组网得到的网络的覆盖范围可以灵活移动，从而减少地形对覆盖能力的影响，提高通信网络的覆盖能力。
在一种可能的实施例中，通信系统还包括终端设备，终端设备包括装载有摄像机的监测无人机；
监测无人机用于通过摄像机采集图像，并将图像发送至组网单元110；
组网单元110用于将图像发送至地面组网设备300。
本实施例中，通信系统中包括两种无人机，一种是用于装载机载通信设备100的无人机200，一种是用于装载摄像机的监控无人机。其中，监控无人机用于对目标区域进行图像采集，然后将图像通过无线信号辐射出去。装载机载通信设备100的无人机200的组网单元110通过天线120接收到图像，并将图像通过线缆400传输给地面组网设备300。地面组网设备300将图像发送给其他终端设备或者上传到服务器中，在此不作限定。
可选地，监测无人机上装载的设备可以包括但限于以下中的一种或多种：摄像机、录音机、探测器、分析仪、红外热像仪等数据采集设备，以及无线回传模块、CPE(CustomerPremise Equipment，客户前置设备)、天线120等。监测无人机将采集的图像、视频等数据回传到地面组网设备300，地面组网设备300再进行数据回传分析处理。
在一种可能的实施例中，通信系统还包括设有显示屏的监测设备；监测设备与地面组网设备300相连；
地面组网设备300用于将图像发送至监测设备；
监测设备用于在显示屏上显示图像。
本实施例中，监测设备可以为台式计算机、笔记本电脑等，在此不作限定。地面组网设备300可以将监测无人机采集的图像发送给监测设备，监测设备可以在显示屏上显示图像，以便与监测人员进行查看。
在一种可能的应用场景中，监测无人机装载有GPS模块、摄像头、红外热像仪、无线模块及天线。监测无人机飞行过程中摄像头、红外热像仪、GPS模块对飞行过程中的所能采集到的图像、视频、坐标位置进行采集。并通过无线模块及天线回传到监测设备。这样可以实现多种业务场景的应用，比如在某些人烟稀少地区的光伏电站，传统通信手段难以到达，使用本实施例提供的通信系统，可以大范围巡视并发现红外测量异常的光伏板，通过图像与定位信息同步传输，能够精确定位，进而方便快速发现坏件和指导维修。或者应用场景为矿产勘查、公共安全、抢险救灾、安全保障等，可以采集的信息为相关探测的数据，与定位信息同步，以便快捷的指导业务开展。
本实施例提供的通信系统对于应急场景、偏远地区、救灾现场、大型活动、补充覆盖等场景，能够实现大范围可移动的通信覆盖，能够根据现场情况快速进行覆盖调整，从而保障目标区域的专网或公网的通信活动正常开展。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种机载通信设备，其特征在于，所述机载通信设备装载于无人机上，所述机载通信设备包括组网单元和天线；
所述天线与所述组网单元相连，所述组网单元通过线缆与地面组网设备相连；
所述组网单元用于接收所述地面组网设备发送的下行数据，将所述下行数据通过所述天线发送给终端设备，其中，所述终端设备位于所述天线的信号覆盖范围内。
2.根据权利要求1所述的机载通信设备，其特征在于，所述组网单元还用于：
通过所述天线接收所述终端设备发送的上行数据，将所述上行数据发送至所述地面组网设备。
3.根据权利要求1所述的机载通信设备，其特征在于，所述组网单元包括射频拉远单元RRU和基带处理单元BBU；
所述天线与所述RRU相连，所述RRU与所述BBU相连，所述BBU通过线缆与所述地面组网设备相连；
所述BBU用于接收所述地面组网设备发送的下行数据，将所述下行数据转换为数字基带信号，并将所述数字基带信号发送至所述RRU；
所述RRU用于将所述数字基带信号转换为射频信号，并通过所述天线将所述射频信号发送至所述终端设备。
4.根据权利要求3所述的机载通信设备，其特征在于，所述组网单元还包括第一调度机；
所述第一调度机与所述BBU相连，所述第一调度机通过线缆与所述地面组网设备相连；
所述第一调度机用于接收所述地面组网设备发送的下行数据，将所述下行数据发送至所述BBU。
5.根据权利要求3所述的机载通信设备，其特征在于，所述地面组网设备包括第二调度机；
所述第二调度机用于向所述BBU发送所述下行数据。
6.根据权利要求1所述的机载通信设备，其特征在于，所述组网单元包括便携式基站设备。
7.根据权利要求1-6任一项所述的机载通信设备，其特征在于，所述机载通信设备还包括电源；
所述电源用于为所述机载通信设备供电。
8.一种通信系统，其特征在于，包括地面组网设备、无人机以及如权利要求1-7任一项所述的机载通信设备，所述机载通信设备装载于所述无人机；
所述地面组网设备用于将下行数据发送给所述机载通信设备的组网单元。
9.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统还包括终端设备，所述终端设备包括装载有摄像机的监测无人机；
所述监测无人机用于通过所述摄像机采集图像，并将所述图像发送至所述组网单元；
所述组网单元用于将所述图像发送至所述地面组网设备。
10.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统还包括设有显示屏的监测设备；所述监测设备与所述地面组网设备相连；
所述地面组网设备用于将所述图像发送至所述监测设备；
所述监测设备用于在所述显示屏上显示所述图像。
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