江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

ChinaAET电子技术应用@【学术论文】基于5G的系留式无人机应急方案研究


特约主编：朱雪田 ， 北京邮电大学工学博士 ， 教授级高级工程师 ， 中关村国家自主创新示范区高端领军人才 ， 现就职于中国联通网络技术研究院 。 长期从事4G/5G移动通信技术与业务创新研发工作 ， 作为项目组长先后负责多个4G/5G领域的移动通信国家重大项目 ， 发表学术论文超过70篇 ， 发明专利100余篇 ， 个人专著3本 。
随着国家应急管理部的成立 ， 国家对灾害事故后应急通信保障的能力愈发重视 。 为了解决灾后地面通信设备被毁导致无法保证正常通信的问题 ， 基于无人机的机载基站快速构建天地一体化网络的应急需求方案的研究也随之进入了快速规划和建设时期 。 针对系留式无人机应急系统发展中的大带宽、低时延和低成本等场景需求 ， 面向5G的大规模天线、边缘计算和网络切片等关键技术 ， 提出一种基于5G的系留式无人机的应急通信解决方案 ， 重点对方案的实现架构与关键技术进行分析 ， 并给出相应结论 。
中文引用格式：刘蕾 ， 朱峥灏 ， 云翔 ， 等. 基于5G的系留式无人机应急方案研究[J].电子技术应用 ， 2020 ， 46(3)：28-32 ， 37.
英文引用格式：Liu Lei ， Zhu Zhenghao ， Yun Xiang ， et al. Research on the emergency communication of tethered UAV based on 5G[J]. Application of Electronic Technique ， 2020 ， 46(3)：28-32 ， 37.
0
引言
近年来 ， 我国泥石流、雪灾、地震、洪水等自然灾害频发 ， 严重威胁到人民的生命财产安全 。 为了在灾害发生后能够迅速建立起有效且能保障群众基本生活的应急反应机制 ， 尽快恢复民众的基础通信需求 ， 保证并推进 应急通信 网络的建设 ， 国家成立了应急管理部 。
由于自然灾害会随机发生且破坏力很大 ， 地面通信系统很容易在灾害中受到多种因素的影响而遭到破坏 ， 单一的通信技术手段已无法满足复杂多样的抢险救灾需求 ， 给救援工作带来诸多的困难 。 因此 ， 建立响应迅速、可靠稳定、多手段保障的应急通信系统成为通信技术领域的研究热点 。
因此 ， 国家应急管理部启动了天地一体化应急通信网络规划和建设项目 。 但在传统应急通信保障中 ， 主要使用应急通信车作为主要应急通信设备 ， 但由于受灾地区地势险峻、道路崎岖、车辆难以进入且应急通信车升降杆的举升高度有限(小于20 m) ， 无法充分发挥通信基站信号覆盖能力 ， 存在通信距离近、通信盲区大和通信效果受地形地物影响明显等缺陷 [1]。 随着 性能的不断提升 ， 特别是无人机的飞行高度、移动半径、续航和载重等基础能力的大幅发展 ， 使得传统应急通信车可以采用系留式无人机进行基站搭载 ， 即：系留式无人机应急系统 。 该系统在保留传统应急通信车较高的机动性与稳定性优势的同时 ， 还充分利用了无人机基站的广区域覆盖和灵活部署的能力 ， 从而在未来应急通信网络的发展中前景广阔 [2-3]。
针对系留式无人机应急系统发展中的大带宽、低时延和低成本等场景需求 ， 本文基于 大规模天线、边缘计算和网络切片等关键技术 ， 提出一种基于旋翼式无人机的5G应急通信解决方案 ， 重点对方案的实现架构与关键技术进行分析 ， 并给出相应结论 。
1
系留式应急通信系统
1.1 总体架构
基于高空平台的应急通信系统总体架构如图1所示 ， 根据回传方式的不同 ， 主要包括系留式和非系留式两种类型 。

ChinaAET电子技术应用@【学术论文】基于5G的系留式无人机应急方案研究
本文插图

非系留式应急通信系统主要包括：高空平台、机载基站、回传终端、大网宏站和核心网等 。 在高空平台上搭载机载基站和回传终端 ， 机载基站可实现应急通信网络的广覆盖 ， 回传终端可及时将用户信息及数据回传到大网宏站；核心网主要实现接入管理、会话管理和用户数据管理与转发等功能 。 整个应急通信系统的数据传输流程为：用户终端首先接入机载基站 ， 机载基站对数据进行处理 ， 然后回传终端将处理后的数据传输到宏站以及核心网 ， 最后经过核心网网元转发至互联网 [4]。


推荐阅读


上一篇：「重庆」来了！占地345亩！永川要打造重庆最大生产基地！

下一篇：「微信」打乱时间线，频繁测试新功能，微信公众号在「折腾」什么？