一种信号强度计算方法及其应用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种信号强度计算方法及其应用系统，由于无人机图传具有低延迟、高清的特点，所以对于信号的要求很高，同时图像进行回传的链路也较复杂，目前由于相关技术的限制，当我们在城市等信号比较复杂的区域飞行，就会发现信号变化较大，中间的传输链路也时常会出现问题，只有在起飞前对整体链路进行预测研判、飞行中进行信号实时检测分析，飞行后根据任务情况进行优化分析，才能更好的解决现有飞行问题。

【技术实现步骤摘要】
一种信号强度计算方法及其应用系统
本专利技术涉及空域信号分析领域，具体涉及一种信号强度计算方法及其应用系统，适用于警航无人机飞行任务预判与检测。
技术介绍
随着无人机技术的发展，细分市场领域的需求增长，无人机的应用正展现出越来越丰富的可能性，主要应用于航拍、安防、应急、公共安全等领域。在无人机任务执行过程中会出现信号强度较弱、信号中断、容量不足、链路中断等情况，利用空域信号分析系统可辅助无人机进行飞行任务的执行，可做到飞前预判、飞中检测、有效解决目前飞行任务的瓶颈，提高飞行任务效率。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术通过LTE网络、云计算、大数据等技术手段，通过空域信号分析，链路检测，为无人机为公安、安防、测绘等活动服务，从而进一步提供城市安全管理及应急水平。一种信号强度计算方法，所述方法具体步骤如下：步骤S1：飞行预判；在无人机飞行任务前进行飞行检测，包括对基站及链路状态、飞行区域已申请数量、无人机返回参数等数据；其中，所述无人机返回参数等数据是指RSRP和SINR数据；在无人机前收集基站及链路状态、飞行区域已申请数量、无人机返回的RSRP和SINR三个条件信息进行飞行预测，判断无人机是否可以飞行，当三个条件都满足时才可执行任务；步骤S2：基站设备实时检测；实时检测基站设备，当设备出现故障时进行告警显示，在系统中及时作出提示；步骤S3：实时空域信息；由无人机的规划线路可以预判无人机所接入的基站ID，以及无人机与基站间的距离，通过自由空间传播模型公式计算出无人机所在位置的无线信号强度RSRP值；同时获取当前基站覆盖范围内其他无人机回传的无线信号强度RSRP和信号与干扰加噪声比SINR，通过所计算的RSRP值、在飞无人机回传的RSRP值和SINR值来判断该基站覆盖范围内是否还可以允许新的无人机接入；步骤S4：链路检测；可检测从无人机-基站-核心网-图像网-地面站整个链路状态，当发现链路中断时及时预警，并采取相应措施；步骤S5：基站状态检测；显示基站位置信息，并对基站状态进行实时检测；步骤S6：地面站状态展示；地面站位置显示，并展示地面站状态信息，所述地面站状态信息包括在线、离线、故障情况；步骤S3所述自有空间传播模型公式为：P-32.45+20lgf+20lgd，其中，P为基站天线口的无线导频信号功率，单位为dBm，f为所使用的频率，单位为MHz，d为无人机所在位置与基站间的距离，单位为km。一种应用权利要求1所述信号强度计算方法的空域信号分析系统，所述系统通过采集无人机日志数据，进行参数分析，建立算法模型，从而计算出位置点的信号强度；所述算法模型为RSRP参数分析模型和SINR参数分析模型。所述RSRP、SINR参数分析模型具体如下：当RSRP≥A、SINR≥a时可以接入M架无人机；(其中A的取值范围为-40≥A≥-110，a的取值范围为30≥a≥-3)；即RSRP大于等于某设定数值A(此数值根据实际情况来设定，可在某一范围内取值)，SINR大于等于某设定数据a(此数值根据实际情况来设定，可在某一范围内取值)，此时可以设定基站X下可支持M驾无人机同时飞行，执行任务，不能超过M驾，否则会出现失控，花屏等现象；当C>RSRP≥D、c>SINR≥d时可以接入N架无人机；(其中C的取值范围为-40≥C≥-110，D的取值范围为-40≥D≥-110，C≥D，c的取值范围为30≥c≥-3，d的取值范围为30≥d≥-3，c≥d)；即RSRP某区间范围内时(此范围根据实际情况来设定，会划定范围区间)，SINR大于等于某设定数据c(此范围根据实际情况来设定，会划定范围区间)，此时可以设定基站X下可支持N驾无人机同时飞行，执行任务，不能超过N驾，否则会出现失控，花屏等现象。本申请中基站支持的无人机数量等效模型：`RSRP≤-95：支持的最大无人机数量＝0-95≤RSRP≤-85dBm：支持的最大无人机数量＝3-85≤RSRP≤-75dBm：支持的最大无人机数量＝6RSRP>-75dBm：支持的最大无人机数量＝9当多个圈内都有无人机时按支持无人机数量3：2：1比例换算，即内圈1架＝0.3架外圈，中圈1架＝外圈0.5架。有益效果通过本方法能实时掌握无人机飞行系统的空域接入能力，正确判断无人机是否可正常飞行，保障了飞行任务的安全性，提高了工作效率。例如通过本方法进行计算后实时掌握了无人机飞行系统空域接入能力，在地图中可以绘制出空域范围内支持的无人机数量，然后通过实时接入的无人机数量，综合判断后，如果实际飞行的无人机数量小于计算出的能力数值，则该空域还可支持新飞任务，如果实际飞行的无人机数量已经达到或超过计算出的能力值，则该空域不能支持新飞任务，即保障了飞行任务的安全性，同时避免无人机过多，信号强度弱而出现花屏现象的无效飞行，提高了工作效率。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本申请原理图；图2是本申请中基站支持的无人机数量等效模型；其中具体参数如下：RSRP标准RSRP取值范围(dBm)覆盖情况RSRP＜-95覆盖范围外-95≤RSRP＜-85外圈-85≤RSRP＜-75中圈RSRP≥-75内圈SINR标准SINR取值范围(dB)信号质量SINR＜-3信号差-3≤SINR≤12正常SINR＞12强具体实施方式RSRP＝P-32.45+20lgf(MHz)+20lgd(km)P为基站天线口的无线导频信号功率，f为所使用的频率，d为无人机所在位置与基站间的距离。基站支持的无人机数量等效模型：RSRP≤-95：支持的最大无人机数量＝0-95≤RSRP≤-85dBm：支持的最大无人机数量＝3-85≤RSRP≤-75dBm：支持的最大无人机数量＝6RSRP>-75dBm：支持的最大无人机数量＝9当多个圈内都有无人机时按支持无人机数量3：2：1比例换算，即内圈1架＝0.3架外圈，中圈1架＝外圈0.5架。实施例1最远无人机距离基站为5km，基站天线口的无线导频信号功率P为15.2，所使用频率f为1430:1、通过以上计算公式：RSRP＝P-(32.45+20logf(MHz)+20logd(km))＝15.2-32.45-20*lg(1430)-20*lg(5)≈-94.332、与模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号强度计算方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：/n步骤S1：飞行预判；在无人机飞行任务前进行飞行检测，包括对基站及链路状态、飞行区域已申请数量、无人机返回参数等数据；其中，所述无人机返回参数等数据是指RSRP和SINR数据；/n在无人机前收集基站及链路状态、飞行区域已申请数量、无人机返回的RSRP和SINR三个条件信息进行飞行预测，判断无人机是否可以飞行，当三个条件都满足时才可执行任务；/n步骤S2：基站设备实时检测；实时检测基站设备，当设备出现故障时进行告警显示，在系统中及时作出提示；/n步骤S3：实时空域信息；由无人机的规划线路可以预判无人机所接入的基站ID，以及无人机与基站间的距离，通过自由空间传播模型公式计算出无人机所在位置的无线信号强度RSRP值；同时获取当前基站覆盖范围内其他无人机回传的无线信号强度RSRP和信号与干扰加噪声比SINR，通过所计算的RSRP值、在飞无人机回传的RSRP值和SINR值来判断该基站覆盖范围内是否还可以允许新的无人机接入；/n步骤S4：链路检测；可检测从无人机-基站-核心网-图像网-地面站整个链路状态，当发现链路中断时及时预警，并采取相应措施；/n步骤S5：基站状态检测；显示基站位置信息，并对基站状态进行实时检测；/n步骤S6：地面站状态展示；地面站位置显示，并展示地面站状态信息，所述地面站状态信息包括在线、离线、故障情况。/n...

【技术特征摘要】
1.一种信号强度计算方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：
步骤S1：飞行预判；在无人机飞行任务前进行飞行检测，包括对基站及链路状态、飞行区域已申请数量、无人机返回参数等数据；其中，所述无人机返回参数等数据是指RSRP和SINR数据；
在无人机前收集基站及链路状态、飞行区域已申请数量、无人机返回的RSRP和SINR三个条件信息进行飞行预测，判断无人机是否可以飞行，当三个条件都满足时才可执行任务；
步骤S2：基站设备实时检测；实时检测基站设备，当设备出现故障时进行告警显示，在系统中及时作出提示；
步骤S3：实时空域信息；由无人机的规划线路可以预判无人机所接入的基站ID，以及无人机与基站间的距离，通过自由空间传播模型公式计算出无人机所在位置的无线信号强度RSRP值；同时获取当前基站覆盖范围内其他无人机回传的无线信号强度RSRP和信号与干扰加噪声比SINR，通过所计算的RSRP值、在飞无人机回传的RSRP值和SINR值来判断该基站覆盖范围内是否还可以允许新的无人机接入；
步骤S4：链路检测；可检测从无人机-基站-核心网-图像网-地面站整个链路状态，当发现链路中断时及时预警，并采取相应措施；
步骤S5：基站状态检测；显示基站位置信息，并对基站状态进行实时检测；
步骤S6：地面站状态展示；地面站位置显示，并展示地面站状态信息，所述地面站状态信息包括在线、离线、故障情况。


2.根据权利要求1所述的一种计算方法，其特征在于，步骤S3所述自有空间传播模型公式为：
P-32.45+20lgf+20l...

【专利技术属性】
技术研发人员：余勇军，吴娜，彭啸虎，秦磊，黄鹤铭，
申请(专利权)人：上海三吉电子工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31