基于无人机的通信信号覆盖增强方法及相关设备技术

本申请提供一种基于无人机的通信信号覆盖增强方法及相关设备，应用于通信信号覆盖增强系统，系统包括调度服务器和多个无人机巢。该方法包括：调度服务器接收用户终端发送的通信请求信息，调度服务器分别与每个无人机巢建立通信连接，将请求信息发送至每个无人机巢；每个无人机巢从通信请求信息获取用户终端所在的目标区域，计算与目标区域的距离，并选定目标无人机巢，通过目标无人机巢派发选定的目标无人机；通过目标无人机设有的基站与用户终端建立通信连接，以使基站对用户终端执行通信任务；在执行通信任务过程中，对目标无人机的电量进行判定，根据电量判定结果对目标无人机执行充电任务。完成对用户终端的通信信号覆盖增强或通信信号恢复。增强或通信信号恢复。增强或通信信号恢复。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机的通信信号覆盖增强方法及相关设备


[0001]本申请涉及无人机通信
，尤其涉及一种基于无人机的通信信号覆盖增强方法及相关设备。

技术介绍

[0002]在高铁行驶过程中由于高铁速度很快且会经过隧道、山林等信号盲区，导致位于高铁上的通信质量差，此外，在发生自然灾害后，受灾区域地面基站被破坏，因此无法与外界取得联系以向外界发送受灾情况。如果没有通信信号覆盖增强将会造成高铁行驶过程中及自然灾害场景下信号丢失的问题，无法满足高铁上的通信需求以及在自然灾害过后缺失覆盖广大灾区的应急通信网络，使外界能够不能及时的了解灾区的信息，为抢险救灾提供帮助。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于无人机的通信信号覆盖增强方法及相关设备，用以解决上述技术问题。
[0004]基于上述目的，本申请的第一方面提供了一种基于无人机的通信信号覆盖增强方法，应用于通信信号覆盖增强系统，所述系统包括调度服务器和多个无人机巢；
[0005]所述方法包括：
[0006]所述调度服务器接收用户终端发送的通信请求信息，所述调度服务器分别与每个所述无人机巢建立通信连接，将所述通信请求信息发送至每个所述无人机巢；
[0007]每个所述无人机巢从所述通信请求信息获取所述用户终端所在的目标区域，计算与所述目标区域的距离，并基于与所述目标区域的距离确定目标无人机巢，通过所述目标无人机巢派发选定的目标无人机；
[0008]通过所述目标无人机设有的基站与所述用户终端建立通信连接，以使所述基站对所述用户终端执行通信任务；
[0009]在所述目标无人机设置的所述基站执行所述通信任务过程中，对所述目标无人机的电量进行判定，得到所述目标无人机的电量判定结果，根据所述电量判定结果对所述目标无人机执行充电任务。
[0010]本申请的第二方面提供了一种通信信号覆盖增强系统，通信信号覆盖增强系统包括调度服务器和多个无人机巢；
[0011]所述调度服务器，被配置为接收用户终端发送的通信请求信息，所述调度服务器分别与每个所述无人机巢建立通信连接，将所述请求信息发送至每个所述无人机巢；
[0012]每个所述无人机巢，被配置为从所述通信请求信息获取所述用户终端所在的目标区域，计算与所述目标区域的距离，并基于与所述目标区域的距离确定目标无人机巢，通过所述目标无人机巢派发选定的目标无人机；
[0013]所述目标无人机，被配置为通过所述目标无人机设有的基站与所述用户终端建立
通信连接，以使所述基站对所述用户终端执行通信任务；
[0014]所述目标无人机巢，被配置为在所述目标无人机设置的所述基站执行所述通信任务过程中，对所述目标无人机的电量进行判定，得到所述目标无人机的电量判定结果，根据所述电量判定结果对所述目标无人机执行充电任务。
[0015]本申请的第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
[0016]从上面所述可以看出，本申请提供的基于无人机的通信信号覆盖增强方法及相关设备，当通信信号质量较差或者无法与外界进行通信时，通过调度服务器接收用户终端发送的通信请求信息，以进行对用户终端的通信信号覆盖增强或者通信信号的恢复，基于通信请求信息，通过调度服务器与每个无人机巢建立通信连接，以选定目标无人机巢，通过目标无人机巢选定目标无人机，根据目标无人机设置的基站对用户终端执行通信任务，此外，目标无人机设置的基站处于高空之中，与用户终端之间的通信链路遮挡较少，信道质量好，能够保障通信质量以满足用户终端的通信需求，同时通过目标无人机执行充电任务，保障能量需求，以使通信任务正常进行。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本申请实施例的基于无人机的通信信号覆盖增强方法的流程图；
[0019]图2为本申请实施例的作业无人机覆盖增强通信及充电流程示意图；
[0020]图3为本申请实施例的中继无人机覆盖增强通信及充电流程示意图；
[0021]图4为本申请实施例的通信信号覆盖增强系统的结构示意图；
[0022]图5为本申请实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
[0023]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。
[0024]需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0025]相关技术中，卫星通信距离地面用户终端较远，造成较大的传输时延，对通信质量
造成一定影响，此外，发射卫星所需的运载火箭成本高昂，并且不利于大量部署，同时基站维护较为繁琐。
[0026]此外，地面通信系统受遮挡较多从而导致信道条件较差，覆盖范围较小，而且面对地震、海啸等剧烈自然灾害使得部署不受地形等环境因素的限制。
[0027]本申请的实施例提供一种基于无人机的通信信号覆盖增强方法，当通信信号质量较差或者无法与外界进行通信时，通过调度服务器接收用户终端发送的通信请求信息，以进行对用户终端的通信信号覆盖增强或者通信信号的恢复，通过调度服务器与每个无人机巢和目标无人机巢选定的目标无人机建立通信连接，通过目标无人机设有的基站与用户终端建立通信连接，以使基站对用户终端执行通信任务，通过在处于低空或高空的目标无人机上设置基站来为用户终端提供通信服务，与用户终端之间的通信链路遮挡较少，因此多径衰落较弱，信道质量好，可以为更加广阔的目标区域提供服务，能够保障通信质量以满足用户终端的通信需求，同时通过目标无人机执行充电任务，保障能量需求，以使通信任务正常进行。
[0028]如图1所示，本实施例应用于通信信号覆盖增强系统，所述系统包括调度服务器和多个无人机巢，所述方法包括：
[0029]步骤101，所述调度服务器接收用户终端发送的通信请求信息，所述调度服务器分别与每个所述无人机巢建立通信连接，将所述通信请求信息发送至每个所述无人机巢。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的通信信号覆盖增强方法，其特征在于，应用于通信信号覆盖增强系统，所述系统包括调度服务器和多个无人机巢；所述方法包括：所述调度服务器接收用户终端发送的通信请求信息，所述调度服务器分别与每个所述无人机巢建立通信连接，将所述通信请求信息发送至每个所述无人机巢；每个所述无人机巢从所述通信请求信息获取所述用户终端所在的目标区域，计算与所述目标区域的距离，并基于与所述目标区域的距离确定目标无人机巢，通过所述目标无人机巢派发选定的目标无人机；通过所述目标无人机设有的基站与所述用户终端建立通信连接，以使所述基站对所述用户终端执行通信任务；在所述目标无人机设置的所述基站执行所述通信任务过程中，对所述目标无人机的电量进行判定，得到所述目标无人机的电量判定结果，根据所述电量判定结果对所述目标无人机执行充电任务。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信请求信息包括目标区域的坐标和任务强度；所述每个所述无人机巢从所述通信请求信息获取所述用户终端所在的目标区域，计算与所述目标区域的距离，并基于与所述目标区域的距离确定目标无人机巢，通过所述目标无人机巢派发所述目标无人机，具体包括；每个所述无人机巢分别从所述通信请求信息获取所述用户终端所在的所述目标区域的坐标，基于所述目标区域的坐标，计算每个所述无人机巢与所述目标区域的距离，得到与所述目标区域距离最小的目标无人机巢；通过存放至所述目标无人机巢的每个无人机分别基于所述任务强度进行计算，得到每个所述无人机的能耗功率信息；对所述能耗功率信息进行筛选，经筛选得到满足所述任务强度的所述目标无人机，并通过所述目标无人机巢派发所述目标无人机。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通过所述目标无人机巢派发所述目标无人机，包括：响应于确定所述目标无人机巢与所述目标区域的距离大于预设的阈值，通过所述目标无人机巢从存放至所述目标无人机巢的无人机中选定目标作业无人机和目标中继无人机作为目标无人机，所述目标无人机巢向所述目标中继无人机发送第一指令信息，并通过所述目标中继无人机将所述第一指令信息发送至所述目标作业无人机，所述目标作业无人机和所述目标中继无人机根据所述第一指令信息前往所述目标区域；响应于确定所述目标无人机巢与所述目标区域的距离小于或等于预设的阈值，通过所述目标无人机巢从存放至所述目标无人机巢的无人机中选定目标作业无人机作为所述目标无人机，所述目标无人机巢向所述目标作业无人机发送所述第一指令信息，所述目标作业无人机根据所述第一指令信息前往所述目标区域。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标无人机包括所述目标作业无人机和所述目标中继无人机；所述在所述目标无人机设置的所述基站执行所述通信任务过程中，对所述目标无人机
的电量进行判定，得到所述目标无人机的电量判定结果，根据所述电量判定结果对所述目标无人机执行充电任务，具体包括：响应于确定所述目标无人机巢确定所述目标作业无人机未完成所述通信任务，且所述目标作业无人机的电量小于或等于门限阈值，所述目标无人机巢向下一目标中继无人机发送所述第一指令信息，并通过所述下一目标中继无人机将所述第一指令信息发送至下一目标作业无人机，基于所述第一指令信息所述下一目标中继无人机和所述下一目标作业无人机均到达所述目标区域；所述目标无人机巢向所述目标中继无人机发送第二指令信息，并将所述第二指令信息发送至所述目标作业无人机，同时计算所述目标作业无人机的耗电速度信息和与所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的无人机巢的距离；所述目标无人机巢基于所述目标作业无人机的电量、所述耗电速度信息和所述距离对所述目标作业无人机到达距离所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的无人机巢进行判定，得到判定信息；响应于所述目标无人机巢确定所述判定信息为所述目标作业无人机的电量能使所述目标作业无人机到达与所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的无人机巢，所述目标作业无人机和所述目标中继无人机均到达与所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的无人机巢进行充电；响应于所述目标无人机巢所述判定信息为所述目标作业无人机的电量未能使所述目标作业无人机到达与所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的无人机巢，所述目标作业无人机和所述目标中继无人机均到达与所述目标区域距离最小且非空闲充电点的无人机巢排队等待进行充电；响应于所述目标无人机巢确定所述目标作业无人机未完成所述通信任务，且所述目标作业无人机的电量大于所述门限阈值，同时所述目标中继无人机的电量小于或等于所述门限阈值，所述目标无人机巢向下一目标中继无人机发送所述第一指令信息，基于所述第一指令信息所述下一目标中继无人机到达所述目标区域；所述目标无人机巢向所述目标中继无人机所述第二指令信息，同时计算所述目标中继无人机的耗电速度信息和与所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的无人机巢的距离；所述目标无人机巢基于所述目标中继无人机的电量、所述耗电速度信息和所述距离对所述目标中继无人机到达距离所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的无人机巢进行判定，得到判定信息；响应于所述目标无人机巢确定所述判定信息为所述目标中继无人机的电量能使所述目标中继无人机到达与所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的无人机巢，所述目标中继无人机到达所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的无人机巢进行充电；响应于所述目标无人机巢确定所述判定信息为所述目标中继无人机的电量未能使所述目标中继无人机到达与所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的无人机巢，所述目标中继无人机到达与所述目标区域距离最小且非空闲充电点的无人机巢排队等待进行充电。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述目标无人机设置的所述基站执行所述通信任务过程中，对所述目标无人机的电量进行判定，得到所述目标无人机的电量判定结果，根据所述电量判定结果对所述目标无人机执行充电任务，具体包括：
响应于所述目标无人机巢确定所述目标作业无人机完成所述通信任务，且所述目标作业无人机的电量小于或等于门限阈值，所述目标无人机巢向所述目标中继无人机发送第二指令信息，并将所述第二指令信息发送至所述目标作业无人机，同时计算所述目标作业无人机的耗电速度信息和与所述目标区域距离最小且存在空闲充电点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩书君，周亦婷，董辰，许晓东，王碧舳，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：