微小型无人机平台中继在应急通信中的应用

摘  要：随着通信技术的发展，新型的通信管理设备开始出现，微小型无人机平台可以应用在应急通信中，实现快速应急通信、迅速部署，该平台对地面保障的要求较低，而且灵活机动性较高。本文结合微小型无人机平台的优势，探讨其在应急通信中的应用实践，旨在为通信事业的发展提供参考和建议。

关键词：微小型无人机平台;应急通信;应用措施

前言

随着社会经济的发展，大型的自然灾害以及公共突发事件会对社会造成严重的危害和影响，而如果单纯地采用常规的通信技术，难以满足宽带网络通信的需求，尤其是在高楼林立的商业街道区域以及在基础设施相对匮乏的山区，短时间内建立可靠的应急通信网络会使应急通信工作面临较大的挑战。采用微型无人机平台则可以有效突破地形等限制性因素，从而实现信息交流效率的提升。

1.微小型无人机

微小型无人机的特点是机动性能好、生存能力强、部署迅速、体积较小，因此也被称为是单兵无人机，常用在军事通信领域等，可以作为测量和侦测的工具。当前我国通信行业快速发展，但是应急通信的相关技术还处于发展的初级阶段，无人机技术的应用可以使特殊地质地形条件的通信系统实现信息的沟通和传输，尤其是地区环境在高山以及建筑物阻挡的情况下，采用微小型的无人机可以实现长距离的传输。应急通信对灵活性、时效性的要求较高，而采用微小型、便携式、轻量级的无人机，可以使空中通信技术得到进一步的发展。当前常见的空中通信平台有微小型无人机、系留气球、直升机、飞艇等。其中微小型无人机在应急通信中应用的优势在于携带方便、使用权限较低，单人就能够完成相关操作。在任务执行的过程中，需要搭载相关的通信设备升空才能够快速构建应急通信网，为地面通信设备实现信息的传输，当前空中领域的限制较为严格，很多浮空平台的升空工作需要经历较为复杂的审批程序，这一过程需要经历较长的时间。而微小型的无人机主要在比较低的空域中工作，因此空域的冲突比较小，为应急通信平台的搭建创造了良好的条件[1] 。

2.微小型无人机技术的应用特点

一般情况下，卫星遥感平台会受到轨道等因素的限制，在固定的時间内会对应急观测产生一定的影响。在天气条件较为恶劣的情况下，出于安全的考虑，载人飞机无法直接升空进行作业，因此对航空遥感技术的应用产生了负面的影响。微小型无人机便于携带和转移，因此在应急通信中的应用具有较大的优势。微小型无人机在成像方面的技术应用较为简单，复杂性较低，其飞行控制系统的作用在于使无人机保持平稳的飞行状态，可以通过GPS来接收天线或者用到微处理器。地面配备的设备包括了遥控设备、高清影像数据处理工具等。微小型无人机在实际作业的过程中，垂直陀螺的作用在于能够调整无人机拍摄的角度，使无人机的飞行保持水平的状态[2] 。相关机载天融信设备可以通过摄像头获取实时的影像因素，也可以通过GPS定位系统实现信息数据的有效回传，继而提高地面控制中心对飞机拍摄以及飞行的状况，使飞机的航向以及飞行姿态不断纠正，加强对通信系统的监测，一旦出现了突发情况则能够及时采取有效的措施，为相关部门提供建议和参考[3] 。

微小型无人机的应用成本比较低廉，多架无人机技术同时升空飞行，需要一架飞机的机载通信设备就可以实现中继通信，如果中继无人机或机载通信设备出现了问题，可以通过迅速唤醒备用中继无人机，用以替代原本的中继无人机，有利于增强线路通信的可靠性。微小型无人机平台的设备适用性更强，其具备更加高质量的信息传输工作，可以实现中继通信设备的更新换代，继而提高宽带调制的作用。

3.微小型无人机平台中在应急通信中的应用

从载荷能力来看，微小型无人机的载荷能力偏低，而且在功能方面其能力也相对有限，通过搭建科学的中继通信系统，则能够使宽带无线网络覆盖相应的任务区域，这样在设计中继通信方案时会更加高效、便利。为了提高中继通信系统利用的效率，要满足轻功耗、小型化、轻量化的特点，而微小型无人机技术的应用则可以满足这一需求，在中继应急通信方案中的应用，有利于搭建高效率的应急平台。应急通信对网络的质量要求较高，需要实现数据的无间断、高效传输，中继系统在实际的应用过程中还需要接入更多的节点，这样可以使数据传输的速率更高、距离更远，可以构建完善度更高的Qos保障机制。

如果通信的距离比较长、范围比较大，那么普通的WiFi建立无线局域网则难以适应范围较大的通信区域，为了解决这一问题，可以采用MAC协议来增强信道的利用率，进一步拓展通信的距离，采用TDMA的通信方式可以使微小型无人机应用的效率提升。传统的无线局域网在应用时主要是采用WiFi来建立的，但是随着科技的发展，WiFi基础上应用的无线局域网的劣势逐渐突出，难以满足现代无线局域网对空间的需求，采用微小型无人机技术则能够提高通信中继的效率，有效解决空间范围大的无线局域网应用的问题。

在采用微小型无人机技术进行通信中继时要在一个宽带的无线载波基础上，将时间分为周期性的帧，然后每一帧需要被分割成不同的时隙，每一个时隙对应不同的通信信道，然后将该信道分配给同一个用户，有利于增强通信中继的效率。其中TDMA工作的原理是将周期时隙作为突发通信方式，该技术对支持突发业务有一定的优势，有利于使用户终端的每一帧都可以在适当的时间实现信号的接收与发送，在时隙分配上还会更加均匀，可以避免多节点同时发送信号的问题，提升信号发送的效率。

结语

借助微小型无人机来搭建空中通信平台，实现区域内宽带无线网的覆盖，能够有效补充微信通信等常规的宽带无线通信手段，还可以单独组网，为应急通信提供有效的保障。在面对大型公共突发事件以及自然灾害时，通过快速部署、稳定可靠的数据传输，有利于视频、图片等相关数据信息的回传，从而更好地实现对区域内环境的监控。微小型无人机平台的建立为应急通信技术的发展创造了良好的条件，为提升应急通信质量奠定了良好的基础。

参考文献

[1] 刘秉瑞，刘经纬，鄢楚平.空地网络中空中节点自主寻径策略[J].计算机与现代化.2016，（11）.68-71.

[2] 郑航.云计算技术在地震受灾区域的紧急通信应用研究[J].灾害学.2018，（3）.68-71.

[3] 迟晓鹏，罗卫兵，刘广斌.基于RSSI盲估计的MUAV双天线跟踪系统设计[J].微型机与应用.2016，（11）.68-71.

作者简介：王一迪，男（1998..4—），汉族  松原市高级实验中 本科，研究方向：无人机。