无人机中继通信的作用

　　中继通信系统是随着无人机技术发展起来的一种新科技形式的通信技术。在各种自然灾害中，如洪水、地震、泥石流、火灾、雪灾、等危情下，当地的民用有线通信网络很容易破坏，此时，利用系留无人机挂载通信系统，可以迅速建立起新的通信系统，那么无人机中继通信的作用有哪些。

　　此外，在长距离通信数据传输的场景下，由于无人机机载能力不足，载荷有限，因此，需要利用系留无人机系统的大载荷特点，直接挂载通信基站上升到300高空，进行长时间的通信数据传输。例如，在受灾区的无人机基站距离地面控制站距离较远，无法实现数据的可靠传输，此时可将无人机作为中继转接设备，设置于地面控制站和无人机基站之间，将灾区的数据信息中继转发到地面控制站，实现长距离通信数据的传输。

　　系留无人机通信中继系统可在任何时间、任何地点提供大面积覆盖的应急通信保障，具有更高效率、更长续航、更远距离、更广覆盖等优势。

　　系留无人机通信中继系统能够在通信中断的情况下快速恢复远距离的通信覆盖，可广泛应用于各类自然灾害（洪涝、台风、地震、泥石流）等应急恢复通信的场景及其他需要增强信号覆盖的大型活动中。

　　01.无人机辅助蜂窝网络通信

　　随着全球蜂窝网络覆盖需求的不断增加，无人机结合蜂窝网络可以低成本、高移动性地支持无人机通信，也为建立新的专用地面网络提供了可能。在城市交通热点密集的区域，当传统蜂窝基站的覆盖不能满足需求时，无人机可以根据其高灵活性和部署方便性，快速覆盖热点并分流服务，具有广阔的应用场景。

　　宏基站(MBS)用于提供地面区域的基本覆盖。无人机作为一种宏基站，在热点区域存在各种或大型服务需求时，帮助地面宏基站提供高速数据覆盖。对于用户设备导致流量密集和过载的区域，无人机蜂窝基站用于缓解下游流量拥堵。对于无人机蜂窝基站与宏基站重叠覆盖的区域，该区域用户可根据用户优先级、信号强度信息或与基站的距离信息，选择宏基站业务或无人机机载基站部署的业务。对于ABS的部署，可以根据地面用户的时空分布特征来确定无人机的部署位置。

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　　02.无人机基站

　　与地面基站相比，无人机基站对环境变化的适应能力更强，因此也可以部署在没有基础设施覆盖的区域，提供应急通信连接。地震、海啸、山洪等自然灾害发生时，地面基站经常遭到破坏，灾区通信基础设施受损，无法提供通信服务，极大地阻碍了救援行动的开展。

　　无人机基站不受灾区基础通信设施的限制，可以通过主从无人机的方式快速为灾区提供大范围的可靠通信。主无人机是一个固定的空中基站，可以为应急通信控制中心提供可靠的通信覆盖，从无人机是一个空中基站，围绕主无人机在圆形轨道上飞行，为边缘用户提供通信覆盖。无人机可分为固定翼无人机和旋翼无人机。固定翼无人机可以在空中持续飞行，旋翼无人机可以在空中悬停。因此，主无人机选择旋翼无人机，在灾区中心盘旋，固定翼无人机从无人机中选择，以主无人机为中心，在灾区边缘匀速飞行，为边缘用户提供服务。

　　03.无人机继电器

　　在远距离通信数据传输的场景中，由于无人机机载能力不足，载荷有限，难以搭载高频天线。因此，远距离通信数据传输需要多架无人机的协同。在无人机中继通信中，任务无人机与中继无人机、中继无人机与地面控制终端之间的信道存在差异。无人机以前的数据链路分为上行和下行。上行为遥控链路，即地面控制终端的指令信息发送给无人机；下行是遥测链路，即无人机的遥测信息传输到地面控制站。比如灾区无人机基站距离地面控制站较远，无法实现可靠的数据传输。此时无人机可以作为地面控制站与无人机基站之间的中继转接装置，将灾区的数据信息中继转发给地面控制站，实现远距离通信数据的传输。作为无人机的移动中继，可以根据任务进行部署，性价比高，机动性好。与传统的固定中继相比，它具有灵活的三维位置、飞行路径和更优化的尺寸，可以提高通信性能。

　　04.无人机终端

　　无人机可以作为新的空中用户，从空中接入蜂窝网络进行通信。这样，无人机被用作通信终端。由于蜂窝网络的全球可及性，地面飞行员可以远程指挥和控制作业范围较广的无人机，为未来无人机应用开辟了新的领域。

　　在网络规划设计中，基站部署的选址规划人员需要到现场采集基站规划数据，耗费大量人力和时间。同时，它们可能会受到各种客观因素的影响，无法充分收集基站数据。对于一些难点，无法根据实际情况(受客观环境因素影响)确定场地的天线高度、方向角等数据。无人机采集数据缓解了地域环境的限制，避免了人员爬塔的危险和出错率，全面提高了工作效率。