微小型無人機平臺中繼在應急通信中的應用

摘? 要：隨著通信技術的發展，新型的通信管理設備開始出現，微小型無人機平臺可以應用在應急通信中，實現快速應急通信、迅速部署，該平臺對地面保障的要求較低，而且靈活機動性較高。本文結合微小型無人機平臺的優勢，探討其在應急通信中的應用實踐，旨在為通信事業的發展提供參考和建議。

關鍵詞：微小型無人機平臺;應急通信;應用措施

前言

隨著社會經濟的發展，大型的自然災害以及公共突發事件會對社會造成嚴重的危害和影響，而如果單純地采用常規的通信技術，難以滿足寬帶網絡通信的需求，尤其是在高樓林立的商業街道區域以及在基礎設施相對匱乏的山區，短時間內建立可靠的應急通信網絡會使應急通信工作面臨較大的挑戰。采用微型無人機平臺則可以有效突破地形等限制性因素，從而實現信息交流效率的提升。

1.微小型無人機

微小型無人機的特點是機動性能好、生存能力強、部署迅速、體積較小，因此也被稱為是單兵無人機，常用在軍事通信領域等，可以作為測量和偵測的工具。當前我國通信行業快速發展，但是應急通信的相關技術還處于發展的初級階段，無人機技術的應用可以使特殊地質地形條件的通信系統實現信息的溝通和傳輸，尤其是地區環境在高山以及建筑物阻擋的情況下，采用微小型的無人機可以實現長距離的傳輸。應急通信對靈活性、時效性的要求較高，而采用微小型、便攜式、輕量級的無人機，可以使空中通信技術得到進一步的發展。當前常見的空中通信平臺有微小型無人機、系留氣球、直升機、飛艇等。其中微小型無人機在應急通信中應用的優勢在于攜帶方便、使用權限較低，單人就能夠完成相關操作。在任務執行的過程中，需要搭載相關的通信設備升空才能夠快速構建應急通信網，為地面通信設備實現信息的傳輸，當前空中領域的限制較為嚴格，很多浮空平臺的升空工作需要經歷較為復雜的審批程序，這一過程需要經歷較長的時間。而微小型的無人機主要在比較低的空域中工作，因此空域的沖突比較小，為應急通信平臺的搭建創造了良好的條件[1] 。

2.微小型無人機技術的應用特點

一般情況下，衛星遙感平臺會受到軌道等因素的限制，在固定的時間內會對應急觀測產生一定的影響。在天氣條件較為惡劣的情況下，出于安全的考慮，載人飛機無法直接升空進行作業，因此對航空遙感技術的應用產生了負面的影響。微小型無人機便于攜帶和轉移，因此在應急通信中的應用具有較大的優勢。微小型無人機在成像方面的技術應用較為簡單，復雜性較低，其飛行控制系統的作用在于使無人機保持平穩的飛行狀態，可以通過GPS來接收天線或者用到微處理器。地面配備的設備包括了遙控設備、高清影像數據處理工具等。微小型無人機在實際作業的過程中，垂直陀螺的作用在于能夠調整無人機拍攝的角度，使無人機的飛行保持水平的狀態[2] 。相關機載天融信設備可以通過攝像頭獲取實時的影像因素，也可以通過GPS定位系統實現信息數據的有效回傳，繼而提高地面控制中心對飛機拍攝以及飛行的狀況，使飛機的航向以及飛行姿態不斷糾正，加強對通信系統的監測，一旦出現了突發情況則能夠及時采取有效的措施，為相關部門提供建議和參考[3] 。

微小型無人機的應用成本比較低廉，多架無人機技術同時升空飛行，需要一架飛機的機載通信設備就可以實現中繼通信，如果中繼無人機或機載通信設備出現了問題，可以通過迅速喚醒備用中繼無人機，用以替代原本的中繼無人機，有利于增強線路通信的可靠性。微小型無人機平臺的設備適用性更強，其具備更加高質量的信息傳輸工作，可以實現中繼通信設備的更新換代，繼而提高寬帶調制的作用。

3.微小型無人機平臺中在應急通信中的應用

從載荷能力來看，微小型無人機的載荷能力偏低，而且在功能方面其能力也相對有限，通過搭建科學的中繼通信系統，則能夠使寬帶無線網絡覆蓋相應的任務區域，這樣在設計中繼通信方案時會更加高效、便利。為了提高中繼通信系統利用的效率，要滿足輕功耗、小型化、輕量化的特點，而微小型無人機技術的應用則可以滿足這一需求，在中繼應急通信方案中的應用，有利于搭建高效率的應急平臺。應急通信對網絡的質量要求較高，需要實現數據的無間斷、高效傳輸，中繼系統在實際的應用過程中還需要接入更多的節點，這樣可以使數據傳輸的速率更高、距離更遠，可以構建完善度更高的Qos保障機制。

如果通信的距離比較長、范圍比較大，那么普通的WiFi建立無線局域網則難以適應范圍較大的通信區域，為了解決這一問題，可以采用MAC協議來增強信道的利用率，進一步拓展通信的距離，采用TDMA的通信方式可以使微小型無人機應用的效率提升。傳統的無線局域網在應用時主要是采用WiFi來建立的，但是隨著科技的發展，WiFi基礎上應用的無線局域網的劣勢逐漸突出，難以滿足現代無線局域網對空間的需求，采用微小型無人機技術則能夠提高通信中繼的效率，有效解決空間范圍大的無線局域網應用的問題。

在采用微小型無人機技術進行通信中繼時要在一個寬帶的無線載波基礎上，將時間分為周期性的幀，然后每一幀需要被分割成不同的時隙，每一個時隙對應不同的通信信道，然后將該信道分配給同一個用戶，有利于增強通信中繼的效率。其中TDMA工作的原理是將周期時隙作為突發通信方式，該技術對支持突發業務有一定的優勢，有利于使用戶終端的每一幀都可以在適當的時間實現信號的接收與發送，在時隙分配上還會更加均勻，可以避免多節點同時發送信號的問題，提升信號發送的效率。

結語

借助微小型無人機來搭建空中通信平臺，實現區域內寬帶無線網的覆蓋，能夠有效補充微信通信等常規的寬帶無線通信手段，還可以單獨組網，為應急通信提供有效的保障。在面對大型公共突發事件以及自然災害時，通過快速部署、穩定可靠的數據傳輸，有利于視頻、圖片等相關數據信息的回傳，從而更好地實現對區域內環境的監控。微小型無人機平臺的建立為應急通信技術的發展創造了良好的條件，為提升應急通信質量奠定了良好的基礎。

參考文獻

[1] 劉秉瑞，劉經緯，鄢楚平.空地網絡中空中節點自主尋徑策略[J].計算機與現代化.2016，（11）.68-71.

[2] 鄭航.云計算技術在地震受災區域的緊急通信應用研究[J].災害學.2018，（3）.68-71.

[3] 遲曉鵬，羅衛兵，劉廣斌.基于RSSI盲估計的MUAV雙天線跟蹤系統設計[J].微型機與應用.2016，（11）.68-71.

作者簡介：王一迪，男（1998..4—），漢族? 松原市高級實驗中 本科，研究方向：無人機。