CN115378492A - 基于cofdm的无人机信号中继基站***及传输方法 - Google Patents
基于cofdm的无人机信号中继基站***及传输方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115378492A CN115378492A CN202211012281.3A CN202211012281A CN115378492A CN 115378492 A CN115378492 A CN 115378492A CN 202211012281 A CN202211012281 A CN 202211012281A CN 115378492 A CN115378492 A CN 115378492A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- relay
- unmanned aerial
- aerial vehicle
- signal transmitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 12
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/18502—Airborne stations
- H04B7/18504—Aircraft used as relay or high altitude atmospheric platform
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/155—Ground-based stations
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于COFDM的无人机信号中继基站***及传输方法,包括采用双频通信的无人机信号中继站,一种频率信号与其它无人机通信,另一种频率信号与地面控制站通信;无人机信号中继站包括多个中继节点,每个中继节点作为信号发射端与信号接收端的信号传输通道,通过中继节点的自适应分配算法,使得信号发射端能够自主选择合适的中继节点;无人机信号中继站还包括巡检作业无人机和信号中继传输装置,巡检作业无人机采用COFDM技术将无人机的图像信号传输至地面,信号中继传输装置采用MQTT协议传输信号至巡检作业无人机。本发明使得信号发射端能够自主选择合适的中继节点,降低中继节点的算法复杂度,提高传输速率。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人机巡检作业信号传输方法,具体为一种基于COFDM的无人机信号中继基站***及信号传输方法,属于无人机通信技术领域。
背景技术
目前无人机在输电线路中的应用已全面铺开,作业人员以多旋翼无人机为主来开展输电线路无人机设备巡查任务,多旋翼无人机主要优点是轻便,到达现场可快速开展任务,但是架空输电线路地形复杂,多旋翼无人机信号经常受阻隔导致信号失联常有发生,严重影响了无人机设备安全和输电线路作业任务的执行。
近些年,市场中出现了多种地面中继站通信装置,用以增加无人机与控制站的通信距离,但地面中继站仍然受制于地形影响,只能在平原地区发挥较大作用,在山区丘陵地带无法提供较远的中继通信距离。
同时,当多架无人机与同一个中继站通信时,会存在信道之间的资源重叠问题,不能够充分利用宝贵的中继站信号传输资源。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种基于COFDM的无人机信号中继基站***及传输方法,本发明的无人机携带信号中继装置将不再受制于地形地貌等障碍物,能极大扩展无人机的作业范围,并且使得信号发射端能够自主选择合适的传输通道,提高传输速率。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:一种基于COFDM的无人机信号中继基站***,包括无人机信号中继站,所述无人机信号中继站采用双频通信,一种频率信号与其它无人机通信,另一种频率信号与地面控制站通信;
所述无人机信号中继站包括多个中继节点,每个所述中继节点作为信号发射端与信号接收端的信号传输通道,通过所述中继节点的自适应分配算法,使得信号发射端能够自主选择合适的中继节点;
所述无人机信号中继站还包括巡检作业无人机和信号中继传输装置,其中,所述巡检作业无人机采用COFDM技术将无人机的图像信号传输至地面,所述信号中继传输装置采用MQTT协议传输信号至巡检作业无人机。
作为本发明再进一步的方案:所述地面控制站采用定向天线传输信号,且所述无人机信号中继站采用全向天线。
作为本发明再进一步的方案:所述无人机信号中继站在实时与巡检作业无人机和地面控制站同时通信时,采用双频信号,且中继站的信号传输频率在1.3G-5.8G之间自动切换。
作为本发明再进一步的方案:所述信号发射端自主选择合适的中继节点,且每个所述中继节点被选择的初始概率相等。
作为本发明再进一步的方案:所述中继节点自适应分配算法过程如下:
(4)每个中继节点代表一种状态,信号发射端可选中继节点的集合为:
α=(1,...M)
α为中继节点的集合,M代表中继节点数量;
S1:信号发射端在时刻t,根据当前时刻的概率得到信号发射端经过中继节点后的信道传输容量:
S2:根据S1,找到信号发射端最佳状态,也就是使信号发射端在时刻t获得最大信道容量的状态:
一种基于COFDM的无人机信号中继基站***的信号传输方法,其信号传输方法包括以下步骤
步骤一、当执行飞行任务时,搭载信号中继传输装置的无人机,飞到高空,中继信号装置开始接收地面控制站的信号;
步骤二、信号中继站收到地面控制站控制后,携带信号中继传输装置的无人机将控制命令通过MQTT协议传输,以一对多的方式将控制命令发送到各台巡检作业无人机;
步骤三、巡检作业无人机采用COFDM技术将图像信号传送至中继站,由中继站转发至地面。
本发明的有益效果是:无人机信号中继站是一个包括多个子载波传输通道的全双工基站,每一个子载波传输通道都是一个中继节点,用于转发输电线路巡检作业无人机与地面控制站的图传和控制信号,每个中继节点都能作为信号发射端与信号接收端的信号传输通道,本方法提供的中继节点自适应分配算法,使得信号发射端能够自主选择合适的中继节点,降低中继节点的算法复杂度,提高传输速率。
附图说明
图1为本发明***示意图;
图2为本发明中继信号传输示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1至图2所示,一种基于COFDM的无人机信号中继基站***,包括无人机信号中继站,所述无人机信号中继站采用双频通信,一种频率信号与其它无人机通信,另一种频率信号与地面控制站通信;
所述无人机信号中继站包括多个中继节点,每个所述中继节点作为信号发射端与信号接收端的信号传输通道,通过所述中继节点的自适应分配算法,使得信号发射端能够自主选择合适的中继节点;
所述无人机信号中继站还包括巡检作业无人机和信号中继传输装置,其中,所述巡检作业无人机采用COFDM技术将无人机的图像信号传输至地面,所述信号中继传输装置采用MQTT协议传输信号至巡检作业无人机。
在本发明实施例中,所述地面控制站采用定向天线传输信号,且所述无人机信号中继站采用全向天线。
在本发明实施例中,所述无人机信号中继站在实时与巡检作业无人机和地面控制站同时通信时,采用双频信号,且中继站的信号传输频率在1.3G-5.8G之间自动切换。
在本发明实施例中,所述信号发射端自主选择合适的中继节点,且每个所述中继节点被选择的初始概率相等。
在本发明实施例中,所述中继节点自适应分配算法过程如下:
(7)每个中继节点代表一种状态,信号发射端可选中继节点的集合为:
α=(1,…M)
α为中继节点的集合,M代表中继节点数量;
S1:信号发射端在时刻t,根据当前时刻的概率得到信号发射端经过中继节点后的信道传输容量:
S2:根据S1,找到信号发射端最佳状态,也就是使信号发射端在时刻t获得最大信道容量的状态:
实施例二
如图1至图2所示,一种基于COFDM的无人机信号中继基站***及信号传输方法,其信号传输方法包括以下步骤
步骤一、当执行飞行任务时,搭载信号中继传输装置的无人机,飞到高空,中继信号装置开始接收地面控制站的信号;
步骤二、信号中继站收到地面控制站控制后,携带信号中继传输装置的无人机将控制命令通过MQTT协议传输,以一对多的方式将控制命令发送到各台巡检作业无人机;
步骤三、巡检作业无人机采用COFDM技术将图像信号传送至中继站,由中继站转发至地面。
实施例三
一种基于COFDM的无人机信号中继基站***的信号传输方法,包括
1.当执行飞行任务时,搭载信号中继传输装置的无人机,飞到高空,中继信号装置开始接收地面控制站的信号;
2.确定信号发射端的最佳中继节点,中继站与信号发射端的工作模式如下:
(10)每个中继节点代表一种状态,信号发射端可选中继节点的集合为:
α=(1,…M)
α为中继节点的集合,M代表中继节点数量;
S1:信号发射端在时刻t,根据当前时刻的概率得到信号发射端经过中继节点后的信道传输容量:
S2:根据S1,找到信号发射端最佳状态,也就是使信号发射端在时刻t获得最大信道容量的状态:
3.信号中继节点收到地面控制站控制后,携带信号中继传输装置的无人机将控制命令通过MQTT协议传输,以一对多的方式将控制命令发送到各台巡检作业无人机,巡检作业无人机采用COFDM技术将图像信号传送至中继节点,由中继节点转发至地面。
工作原理:将无人机和中继***结合起来,通过无人机挂载信号中继装置将信号进行桥接使距离传输更远质量更好,使飞机的作业范围更大;为了克服中继站不同中继节点对应信号发射端的信号传输速率不同所带来信号传输速率降低的问题,通过中继节点自适应分配算法,使得信号发射端能够自主选择合适的中继节点,降低中继节点的算法复杂度,提高传输速率。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种基于COFDM的无人机信号中继基站***,其特征在于:包括无人机信号中继站,所述无人机信号中继站采用双频通信,一种频率信号与其它无人机通信,另一种频率信号与地面控制站通信;
所述无人机信号中继站包括多个中继节点,每个所述中继节点作为信号发射端与信号接收端的信号传输通道,通过所述中继节点的自适应分配算法,使得信号发射端能够自主选择合适的中继节点;
所述无人机信号中继站还包括巡检作业无人机和信号中继传输装置,其中,所述巡检作业无人机采用COFDM技术将无人机的图像信号传输至地面,所述信号中继传输装置采用MQTT协议传输信号至巡检作业无人机。
2.根据权利要求1所述的基于COFDM的无人机信号中继基站***,其特征在于:所述地面控制站采用定向天线传输信号,且所述无人机信号中继站采用全向天线。
3.根据权利要求1所述的基于COFDM的无人机信号中继基站***,其特征在于:所述无人机信号中继站在实时与巡检作业无人机和地面控制站同时通信时,采用双频信号,且中继站的信号传输频率在1.3G-5.8G之间自动切换。
4.根据权利要求1所述的基于COFDM的无人机信号中继基站***,其特征在于:所述信号发射端自主选择合适的中继节点,且每个所述中继节点被选择的初始概率相等。
5.根据权利要求1所述的基于COFDM的无人机信号中继基站***,其特征在于:所述中继节点自适应分配算法过程如下:
(1)每个中继节点代表一种状态,信号发射端可选中继节点的集合为:
α=(1,…M)
α为中继节点的集合,M代表中继节点数量;
S1:信号发射端在时刻t,根据当前时刻的概率得到信号发射端经过中继节点后的信道传输容量:
S2:根据S1,找到信号发射端最佳状态,也就是使信号发射端在时刻t获得最大信道容量的状态:
6.一种基于COFDM的无人机信号中继基站***的信号传输方法,其特征在于:其信号传输方法包括以下步骤
步骤一、当执行飞行任务时,搭载信号中继传输装置的无人机,飞到高空,中继信号装置开始接收地面控制站的信号;
步骤二、信号中继站收到地面控制站控制后,携带信号中继传输装置的无人机将控制命令通过MQTT协议传输,以一对多的方式将控制命令发送到各台巡检作业无人机;
步骤三、巡检作业无人机采用COFDM技术将图像信号传送至中继站,由中继站转发至地面。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211012281.3A CN115378492B (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 基于cofdm的无人机信号中继基站***及传输方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211012281.3A CN115378492B (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 基于cofdm的无人机信号中继基站***及传输方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115378492A true CN115378492A (zh) | 2022-11-22 |
CN115378492B CN115378492B (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=84067782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211012281.3A Active CN115378492B (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 基于cofdm的无人机信号中继基站***及传输方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115378492B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110020352A (ko) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | 서울대학교산학협력단 | 다중 안테나를 사용하는 무선 이중-홉 릴레이 통신 시스템에서 릴레이 간섭 제어와 자원 관리 기법 및 장치 |
CN103078673A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-05-01 | 福建省电力有限公司 | 一种适用于山区电网巡检的专用无人直升机*** |
CN103684571A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-26 | 成都时代星光科技有限公司 | 无人机超低延时数字高清图像中继模块 |
CN109104235A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-12-28 | 东南大学 | 一种基于自适应的无人机群长距离通信方法 |
WO2020156127A1 (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-06 | 华为技术有限公司 | 无线通信的方法和通信设备 |
CN113342042A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-03 | 安徽送变电工程有限公司 | 一种固定翼无人机多模态信号中继组网协同巡检方法 |
-
2022
- 2022-08-23 CN CN202211012281.3A patent/CN115378492B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110020352A (ko) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | 서울대학교산학협력단 | 다중 안테나를 사용하는 무선 이중-홉 릴레이 통신 시스템에서 릴레이 간섭 제어와 자원 관리 기법 및 장치 |
CN103078673A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-05-01 | 福建省电力有限公司 | 一种适用于山区电网巡检的专用无人直升机*** |
CN103684571A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-26 | 成都时代星光科技有限公司 | 无人机超低延时数字高清图像中继模块 |
CN109104235A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-12-28 | 东南大学 | 一种基于自适应的无人机群长距离通信方法 |
WO2020156127A1 (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-06 | 华为技术有限公司 | 无线通信的方法和通信设备 |
CN113342042A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-03 | 安徽送变电工程有限公司 | 一种固定翼无人机多模态信号中继组网协同巡检方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
丁健;傅寒凝;唐劲飞;程宏斌;: "基于无人机中继的电力巡检数据传输方案设计", 空军预警学院学报, no. 06 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115378492B (zh) | 2023-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100474792C (zh) | 具有发射机和发射天线的无线电发射设备 | |
CN113342042B (zh) | 一种固定翼无人机多模态信号中继组网协同巡检方法 | |
CN214069930U (zh) | 一种无人船系留无人机通信*** | |
CN110753354B (zh) | 基于无人机协作星地联合noma通信***位置部署方法 | |
KR20210047241A (ko) | 무선통신시스템에서 rlf에 관련된 단말의 동작 방법 | |
WO2020018748A1 (en) | Specialized wireless network arrangements for industrial applications | |
Mori et al. | Construction of a node-combined wireless network for large-scale disasters | |
CN111050337B (zh) | 一种多用户集群组网***的通信方法及*** | |
CN113747377A (zh) | 一种协同发送大数据文件的北斗指挥*** | |
CN113556189B (zh) | 无人机的天线调整方法和装置 | |
CN113099425B (zh) | 一种高能效的无人机辅助d2d资源分配方法 | |
CN112994759B (zh) | 一种基于ofdm的协作中继d2d通信方法 | |
CN112367632B (zh) | 一种适合平流层无人机的网络化测控***及其测控方法 | |
CN214069929U (zh) | 一种无人机装置以及无人机集群*** | |
CN115378492A (zh) | 基于cofdm的无人机信号中继基站***及传输方法 | |
Kuo et al. | Reliable two-hop device-to-device communications for UAVs | |
CN111601278A (zh) | 一种软件定义的异构车联网接入管理与优化方法 | |
CN114599013B (zh) | 无人异构平台通信***和通信方法 | |
CN116390124A (zh) | 基于无人机辅助的去蜂窝大规模mimo***的资源优化方法 | |
Feng et al. | Trajectory and beamforming vector optimization for multi-UAV multicast network | |
CN114390558B (zh) | 配置信息获取方法及装置 | |
CN112261615B (zh) | 基于平均场无人机辅助多频段密集网络能效降解方法 | |
CN111010659B (zh) | 下行noma两用户环境中最优的无人机部署方法 | |
CN113423070A (zh) | 一种无人机中继网络双向多跳中继传输控制方法 | |
CN117320083B (zh) | 一种基于规模无关强化学习的多无人机通信资源分配方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |