一种无人机应急救灾高空基站制造技术

一种无人机应急救灾高空基站，包括承载平台、无线通信系统和回传设备，承载平台为无人机，无线通信系统和回传设备相互连接并搭载在系留式无人机上，无线通信系统包括RRU模块通信设备和天线，RRU模块通信设备通过天线与用户进行无线连接，回传设备包括BBU模块通信设备和回传系统，RRU模块通信设备与BBU模块通信设备建立数据传输连接，BBU模块通信设备通过回传系统与机房PTN进行数据传输连接。成本低、操作简便、承重大、驻空时间长、环境适应能力强。在恶劣环境下，可以快速升空，快速开启通讯站点，可以远程操作。作为应急通信站点，满足不同应急救灾场景例如应急救灾、治安反恐、热点覆盖等场景下通讯需求。

High altitude base station for unmanned aerial vehicle emergency rescue

A high-altitude UAV emergency rescue station, including bearing platform, wireless communication system and transmission equipment, the bearing platform for UAV, wireless communication system and transmission apparatus are connected to each other and mounted on the tethered UAV, a wireless communication system includes a communication device and an antenna module RRU RRU module, wireless communication equipment connected by the antenna and the user the return of equipment including BBU module, communication equipment and transmission system, data transmission connection RRU module and BBU module communication equipment, communication equipment, communication equipment and computer room PTN BBU module through the transmission system for data transmission connection. The utility model has the advantages of low cost, simple operation, large bearing capacity, long stay in the air and strong adaptability to the environment. In the harsh environment, you can quickly lift off, quickly open the communication site, you can remotely operate. As an emergency communication station, meet the different emergency relief scenarios, such as emergency relief, security anti-terrorism, hot spot coverage and other communication needs.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机应急救灾高空基站
本专利技术涉及一种无人机应急救灾高空基站。
技术介绍
在很多情况下，常规的移动通信网络会因特殊原因无法满足需求。例如在救灾指挥领域，地震、洪水等自然灾害导致运营商网络瘫痪，短时间内无法恢复；灾区周边的道路交通受到破坏，大型设备及车辆无法及时抵达灾区。在治安反恐领域，团队成员之间、团队成员与后端指挥中心间需要进行特定的信息交互。或者在热点覆盖领域，大型展会、比赛、集会活动等会导致某一区域内的通信业务量在某一时间段内激增，超出了常规的网络设施承载能力，需要迅速在这些热点区域临时增加网络覆盖，支撑用户业务的顺利接入，保障用户体验。在这些情况下，均需要部署应急通信基站，日常应用较多的应急通信车等保障手段，由于道路阻断、山体遮挡、活动范围广、人流量多等方面的原因，通常也无法满足实际使用需求。目前全球运营商都在积极开展高空基站研究，根据地震、泥石流、洪水等重大自然灾害情况下应急通信保障需求，研究探索适用于不同保障场景，方便、快捷、低成本、易部署的高空基站。从现有研究情况来看，主要有热气球和氦气艇两种方式，但是热气球和氦气艇均存在成本高、操作复杂等弊端，很难实际应用。为积极履行社会责任，保障地震、泥石流、洪水等重大自然灾害情况下的通信需求，汶川地震发生后，中国移动2008年第62期公司领导专题办公会就提出了建设“天地一体”应急通信体系的思路。目前研究成型的高空基站包括热气球和氦气球。其中热气球经过几代改良，已发展出了系留式热气球。系留式热气球成本低（500万左右），升空高度至1000m时，覆盖范围可达40km。但其体积约6000m3，滞空时间仅能维持6小时，只适用于好于小雨雪的天气下，升空时地面风力小于3级（5米/秒）、空中风力小于5级（10米/秒）的环境下，且升空时最少需要60m×60m的平整、周边无高大遮挡物的净空场地，需要人力20人左右。而氦气球经过几代改良，已发展出了系留式氦气艇。系留式氦气艇升空高度至1000m时，覆盖范围可达50km，滞空时间可维持72小时。但其同时拥有系留式热气球体积大造成的弊端，且成本较高，需要1500万左右，一次实验成本约20万。且系留式热气球和氦气球由于需要地面牵引，载重、远程距离均受限制。在现有研究的基础上，如何降低成本、如何提升操作便易性、如何提升远程操作性、如何提升高空基站载重能力，从而进一步提升网络覆盖、容量以及如何提升应对恶劣环境性能，成为高空基站研究的重要课题。
技术实现思路
鉴于以上情形，为了解决上述技术存在的问题，本专利技术提出一种无人机应急救灾高空基站，包括承载平台、无线通信系统和回传设备，所述承载平台为无人机，无线通信系统和回传设备相互连接并搭载在所述系留式无人机上，所述无线通信系统包括RRU模块通信设备和天线，RRU模块通信设备通过天线与用户进行无线连接，所述回传设备包括BBU模块通信设备和回传系统，所述RRU模块通信设备与BBU模块通信设备建立数据传输连接，BBU模块通信设备通过回传系统与机房PTN进行数据传输连接。在根据本专利技术实施例的无人机应急救灾高空基站中，优选地，所述承载平台包括旋转翼无人机、系留式无人机或消费类无人机。在根据本专利技术实施例的无人机应急救灾高空基站中，优选地，所述RRU模块通信设备TDD制式下采用F频段，FDD制式下采用900MHz。在根据本专利技术实施例的无人机应急救灾高空基站中，优选地，所述天线水平角度为360度，垂直角度为（15~20）度，天线增益为（7~15）dBi，承载平台驻空高度为（45~200）米；采用旋转翼无人机作为承载平台时，采用7dBi全向天线。在根据本专利技术实施例的无人机应急救灾高空基站中，优选地，所述承载平台为系留式无人机，所述RRU模块通信设备采用TDD制式RRU模块通信设备，所述回传系统为光电复合光缆，BBU模块通信设备通过光电复合光缆与地面绞车并通过地面绞车与机房PTN进行数据传输连接。因为系留式无人机对负载的重量要求高，需要优先选用满足系留式无人机承重条件下的最大发射功率设备，FDD产品重量上不能满足要求，TDD产品BOOKRRU满足度最高。回传使用光电复合光缆方式，支持BOOKRRU连接，既能提供电力支持，又能满足数据传输要求，能够实现24小时不间断滞空，提供长时间的应急通信保障。进一步优选地，所述RRU模块为BookRRU模块，重量为6.5Kg，功率为2x10W，天线为10dBi定向天线，天线下倾角5度，系留式无人机驻空高度100m。这种优选方案配置，能够长时间续航、无回传稳定性问题，并且升降快速，可应用于各类自然灾害场景。低于现有的应急通信车投资，成本较低，已具备现网应用条件，一方面可与应急通信车配合使用，作为升降杆的高度补充或替代应急车升降杆；另一方面，可以替代部分应急通信车，覆盖距离远远大于现有的应急通信车。经过专利技术人测试，在100米高空条件下，基于~115dBmVoLTE覆盖半径可达到5.12Km，基于~120dBm数据业务覆盖半径可达到5.34Km。在根据本专利技术实施例的无人机应急救灾高空基站中，优选地，所述承载平台为旋转翼无人机，所述RRU模块通信设备采用TDD制式或FDD制式的RRU模块通信设备，所述天线为全向天线，所述回传系统为Relay中继系统、微波系统或者Mesh无线网络。旋转翼无人机的负载能力较强，可以负载各种轻重的TDD制式或FDD制式的RRU模块通信设备，天线采用全向天线，满足重量要求情况下，综合考虑发射功率和天线增益最大。例如可以配置为FDD:RRU3938，重量：15kg，功率：2*40W，天线：7dBi(全向)，或者配置为TDD:RRU3172，重量：12kg，功率：2*40W，天线：7dBi(全向)。回传系统可以使用Relay中继系统、微波、Mesh组网（无线网格网络）等多种方式，实现灵活机动和可靠的回传。进一步优选地，所述RRU模块为TDD制式RRU3172模块，重量为12Kg，功率为2x40W，天线为7dBi全向天线，旋转翼无人机驻空高度200m。这种优选方案配置，设备功率大，全向天线覆盖效果好，整体机动性强，能够进入应急车辆以及保障队伍无法进入的受灾区域。成本略高于现有的应急通信车，但可直接飞行到灾害上空，机动性强，覆盖范围广，覆盖距离远远大于现有的应急通信车。经过专利技术人测试，受限于高空管制（飞行物不得超过120米），实际测试基于100米高空条件下进行。在100米高空条件下，基于~115dBmVoLTE覆盖半径可达到6.5Km，基于~120dBm数据业务覆盖半径可达到6.9Km。进一步优选地，所述RRU模块为FDD900MHz制式RRU3938模块，重量为15Kg，功率为2x40W，天线为7dBi全向天线，旋转翼无人机驻空高度200m。这种优选方案配置，设备功率大，全向天线覆盖效果好，整体机动性强，能够进入应急车辆以及保障队伍无法进入的受灾区域。成本略高于现有的应急通信车，但可直接飞行到灾害上空，机动性强，覆盖范围广，覆盖距离远远大于现有的应急通信车。经过专利技术人测试，受限于高空管制（飞行物不得超过120米），实际测试基于100米高空条件下进行。在100米高空条件下，基于~115dBmVoLTE覆盖半径可达到9.4Km，基于~120dBm数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机应急救灾高空基站，其特征在于，包括承载平台、无线通信系统和回传设备，所述承载平台为无人机，无线通信系统和回传设备相互连接并搭载在所述系留式无人机上，所述无线通信系统包括RRU模块通信设备和天线， RRU模块通信设备通过天线与用户进行无线连接，所述回传设备包括BBU模块通信设备和回传系统，所述RRU模块通信设备与BBU模块通信设备建立数据传输连接，BBU模块通信设备通过回传系统与机房PTN进行数据传输连接。

【技术特征摘要】
1.一种无人机应急救灾高空基站，其特征在于，包括承载平台、无线通信系统和回传设备，所述承载平台为无人机，无线通信系统和回传设备相互连接并搭载在所述系留式无人机上，所述无线通信系统包括RRU模块通信设备和天线，RRU模块通信设备通过天线与用户进行无线连接，所述回传设备包括BBU模块通信设备和回传系统，所述RRU模块通信设备与BBU模块通信设备建立数据传输连接，BBU模块通信设备通过回传系统与机房PTN进行数据传输连接。2.根据权利要求1所述的一种无人机应急救灾高空基站，其特征在于，所述承载平台包括旋转翼无人机、系留式无人机或消费类无人机。3.根据权利要求1所述的一种无人机应急救灾高空基站，其特征在于，所述RRU模块通信设备TDD制式下采用F频段，FDD制式下采用900MHz。4.根据权利要求1所述的一种无人机应急救灾高空基站，其特征在于，所述天线水平角度为360度，垂直角度为（15~20）度，天线增益为（7~15）dBi，承载平台驻空高度为（45~200）米；采用旋转翼无人机作为承载平台时，采用7dBi全向天线。5.根据权利要求1所述的一种无人机应急救灾高空基站，其特征在于，所述承载平台为系留式无人机，所述RRU模块通信设备采用TDD制式RRU模块通信设备，所述回传系统为光电复合光缆，BBU模块通信设备通过光电复合光缆与地面绞车并通过地面绞车与机房PTN进行数据传输连接。6.根据权利要求5所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立伟，李威，吴英杰，
申请(专利权)人：中国移动通信集团湖南有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43