本技术涉及无人机(UAV)空地混合通信技术、设备及系统。该技术包括为包含多个UAV和用户设备(UE)的场景设计混合通信架构,并建立相应的信道模型。在混合通信架构中,各时隙利用时分双工(TDD)技术分为上行和下行传输阶段,传输时长根据上下行比例进行划分。利用频分多址(FDMA)技术,系统总频率带宽根据UE数量按比例划分为多个子频率带宽。基于混合通信架构和信道模型,计算UAV和UE间的上行和下行数据传输速率,作为通信速率计算结果。根据通信速率计算结果,在各时隙内确定UAV和UE间的通信决策,实现空对地通信。本发明通过合理配置上下行比例和子带宽比例,有效提高UAV通信性能和效率。
背景技术
随着地球资源的不断开采,生态平衡被严重破坏,导致突发自然灾害明显增多。在灾后救援中,信息的收集和实时传输是救援过程的关键所在。地震、暴雨、强风等自然灾害会破坏受灾地区的通信网络,阻碍信息及时向外界传递。在这种情况下,配备机载通信基站系统的无人机可以整合空中组网和图像传输技术,实现图像、语音和数据的纵向和横向互联。与传统应急救援相比,UAV(Unmanned Aerial Vehicle,无人机)可以摆脱原有基础设施中光缆和电力的限制,实现应急通信的快速部署。由于地面节点数量多,频谱资源有限,要求保证通信质量的前提下实现通信覆盖范围难度大,这需要通过先进算法不断优化相关参数。
现有技术中,桂劲松等人在专利“桂劲松,陈灿,邓晓衡.基于动态时分双工通信的自回程毫米波蜂窝网络通信方法[P].湖南省:CN202310462350.9,2024-02-02.”中提出了一个带无线自回程的毫米波异构蜂窝网络,包括一个宏蜂窝和N个小蜂窝。在所述目标网络中宏基站、小基站、和用户设备均配备了毫米波频段和sun-6GHz频段的无线接口,分别用于数据传输和控制信息交换。通过分时长期演进方案中配置通信帧比例实现上下行通信需求;采用带内传输模式进行传输,加入链路和回程链路共享相同频谱资源。
但是,上述方案中,仅通过配置通信帧比例实现上下行通信需求,却共享相同频谱资源,未能优化频谱资源,会导致频谱资源浪费和信号干扰问题。
实现思路