技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種基于無人機平臺中繼通信系統及方法。

背景技術

信息的傳遞已經成為當今社會生活必不可少的一部分，但在一些特殊地區通信網絡的建設仍顯的十分脆弱，尤其是出現自然災害、以及戰爭時，由于通信設施損害或通訊中斷會造成一些信息孤島的出現。

針對區域內多個不同終端節點之間的通信問題，在現有技術中有多種解決方案，例如：通過同步軌道衛星通信系統、通過海事衛星通信終端、通過電臺網絡、通過Wi-Fi網絡等等方式來實現不同終端節點之間的通信。但這些解決方案都存在一些不可忽略的缺點。同步軌道衛星通信系統能夠提供較大的通信容量，但是其費用高昂，攜帶不便，不能支持大規模用戶群體使用，而且傳輸鏈路延遲較大；海事衛星通信終端容量較小，只能保證基本語音通話，對視頻和圖片的傳輸則顯得比較吃力；電臺網絡盡管能夠支持大容量用戶的相互通信需求，但是其覆蓋的范圍十分有限，同時，遇到高山等阻擋時，會造成網絡信號覆蓋中斷；Wi-Fi網絡同樣具有覆蓋范圍小的弊端，而且信息傳輸安全無法保證(采用標準開放技術協議開發)。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種基于無人機平臺中繼通信系統及方法。

本發明提供了一種基于無人機平臺中繼通信系統，包括：地面通信終端和無人機載中繼通信平臺，所述無人機載中繼通信平臺設置在無人機上，用于轉發不同地面通信終端之間的數據傳輸，所述無人機載中繼通信平臺采用160度波束寬度機載天線，增益為3～5dBi，射頻功放功率為10瓦；所述無人機載中繼通信平臺至所述地面通信終端為單點對多點通信方式，采用基于時分復用方式傳輸數據，所述地面通信終端至所述無人機通信平臺為多點對一點通信方式，采用TDMA多址接入方式傳輸數據。

其中，所述地面通信終端包括單兵終端和車載終端，所述單兵終端包括收發信機設備，所述車載終端包括與所述無人機載中繼通信平臺通信的收發信機設備，所述單兵終端用于向其他地面通信終端發送數據，同時接收其他地面通信終端發送過來的數據。

其中，所述單兵終端還包括：控制模塊，用于向所述無人機載中繼通信平臺和所述無人機發送控制指令，來控制所述無人機及所述無人機載中繼通信平臺上的各設備。

其中，所述無人機載通信平臺為中繼通信終端。

其中，所述無人機載中繼通信平臺包括電池、中頻處理設備、射頻處理設備、定向天線；

所述電池用于為所述中頻處理設備和所述射頻處理設備提供電源供應；

所述中頻處理設備用于根據數據地址標識通過TDM方式將所述射頻處理設備處理后的數據發送至其他地面通信設備終端；

所述射頻處理設備用于對通過天線接收到的L波段信號的功率放大；

所述天線用于與所述地面通信終端進行通信。

其中，所述天線采用寬波束結合大增益結構，有效波束寬度為160度，增益為3～5dBi，圓極化，采用陶瓷介質材料制成。

其中，所述地面通信終端包括電池模塊、中頻處理模塊、射頻處理模塊以及天線模塊，其中：

所述電池模塊用于為所述中頻處理模塊和所述射頻處理模塊提供電源供應；

所述中頻處理模塊用于根據數據地址標識通過TDMA方式將所述射頻處理模塊處理后的數據發送至所述無人機載通信平臺；

所述射頻處理模塊用于對通過天線接收到的L波段信號的功率放大；

所述天線用于與所述無人機載通信平臺進行通信。

其中，所述天線采用寬波束結合大增益結構，有效波束寬度為160度，增益為3～5dBi，圓極化，采用陶瓷介質材料制成。

本發明又提供了一種基于無人機平臺中繼通信方法，包括：

步驟S1：當無人機升空后，所述無人機上的無人機載中繼通信平臺設備啟動；

步驟S2：所述無人機載中繼通信平臺設備通過前向鏈路廣播發送網絡時間同步參考信號和每個基站的初始化時隙分配信息；

步驟S3：所述地面通信終端通過預先約定的通信參數接收網絡時間同步參考信號和時隙分配信息；

步驟S4：所述地面通信終端判斷是否成功接收網絡時間同步參考信號和時隙分配信息，是則執行步驟S5，否則返回步驟S3；

步驟S5：所述地面通信終端判斷是否有數據發送，是則執行S6，否則待機；