江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

『无人机』基于5G的系留式无人机应急方案研究( 四 )


(2)光电传输系统：通过光电转换模块实现载荷数据在高空平台子系统和地面控制子系统之间的双向传输 。
(3)电源系统：实现高空平台子系统和地面控制子系统之间的高低压直流电转换 。
(4)飞控系统：支持自动或地面系统手动控制模式 ， 实现飞行器向指定区域目标移动和悬停等功能 。
(5)机载基站与天线：通过5G一体化微基站或5G AAU设备实现制定区域的5G信号覆盖和应急业务开展 。
4.2.2 覆盖能力
无人机使用全向天线时 ， 采用高空明区传播计算模型 ， 如图5所示 。
『无人机』基于5G的系留式无人机应急方案研究
本文插图
根据图5所示 ， 地球曲面无线视距的传播距离可表示为：
式中 ， ht为基站天线有效高度 ， 单位为m；hr为用户接收天线有效高度 ， 单位为m；d为基站天线与用户之间的有效接收距离 ， 单位为km 。
其中 ， 本文中的链路损耗模型为经典自由空间传播模型 ， 其路径损耗模型计算公式可以表示为：
式中 ， f为无人机基站工作频率 ， 单位为MHz 。
无人机5G覆盖链路预算参数如表1所示 。
『无人机』基于5G的系留式无人机应急方案研究
本文插图
系留式无人机在5G场景下用户接收功率和覆盖半径的关系如图6所示 。 由分析结果可知：采用3.5 GHz频点、4×20 W(4T4R)/20 MHz带宽的5G机载基站 ， 当终端接收目标RSRP为-105 dBm时 ， 升空高度为200 m的地面覆盖半径为2.8 km ， 覆盖面积达到25 km2以上 。 此外 ， 通过使用2.1 GHz、800 MHz等更低的5G频段 ， 将进一步提升系留式无人机有效覆盖范围 。

『无人机』基于5G的系留式无人机应急方案研究
本文插图
4.3 地面控制子系统
4.3.1 功能模块
地面控制子系统主要包含以下模块：
(1)供电系统：使用发电机为全系统提供工作电源 ， 可根据系统功耗选取发电机；
(2)电缆收放系统：随着无人机起飞和降落 ， 通过直流变频电机驱动 ， 将光电复合线缆释放或收起；
(3)无人机控制系统：通过地面应急通信车内显控终端的人机交互界面 ， 对无人机控制设备进行实时操控；
(4)通信系统：用于通信业务的接入 ， 视频、话音的通信调度管理 ， 通信资源配置以及电源分配等 。 高空平台子系统中的5G一体化机载基站通过光电复合缆实现与5G核心网和业务平台的连接 。
4.3.2 边缘计算能力部署
5G核心网通过控制面与用户面分离 ， 用户面网元(User Plane Function ， UPF)可以灵活地下沉部署到网络边缘 ， 而策略控制(Policy Control Function ， PCF)和会话管理(Session Management Function ， SMF)等控制面功能可以集中部署 。 应急现场终端通过UPF实现路由转发相关的本地分流功能 ， 5G UPF功能受5G核心网控制面的统一管理 ， 其路由分流策略由5G核心网统一配置 ， 如图7所示 。
『无人机』基于5G的系留式无人机应急方案研究
本文插图
通过转发面网元UPF下沉至应急通信现场的方案进行部署 ， 救援区域数据流量本地分流 ， 通过边缘计算平台(Mobile Edge Platform ， MEP)实现与本地部署的应急通信业务平台连接 。 该方式可以减少回传链路的时延 。 由于只是通过卫星链路传输速率较低的控制信令实现与外部网络进行互联互通 ， 从而在减少卫星链路带宽需求的同时 ， 为应急现场远程控制类业务提供更低的时延 。
4.3.3 网络切片能力部署
针对应急资源优先保障场景中的3种业务应用 ， 网络切片主要划分为服务公众通信业务、应急指挥通信业务和远程控制类业务3类 。
(1)抢险救灾专业人员：保障救灾人员具备基本联网能力 ， 保障接入成功率和接入用户数量 ， 并保证一定的通话质量 ， 其对网络性能要求如表2所示 。


推荐阅读


上一篇：「美好，一直在身边」【移风易俗】廊坊推行“互联网+殡葬服务” 奏响祭祀“文明曲”

下一篇：【网龙网络】网龙获选成为埃及指定线上学习平台提供商