[发明专利]一种基于FDMA的无人机测控蜂窝通信方法

权利要求书

1.一种基于FDMA的无人机测控蜂窝通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

搭建混合基站，且每个混合基站均设置基站天线单元和定位模块，每个无人机均设置无人机天线单元和定位模块；

利用混合基站构建蜂窝通信网络；

为蜂窝通信网络分配一个下行频段、上行频段和宽带频段；

为每个无人机分配一个相互正交的窄带下行频段和窄带上行频段，且窄带下行频段处于下行频段的范围内，窄带上行频段处于上行频段的范围内；

各个混合基站获取每个无人机的窄带下行载频和窄带上行载频，并将每个无人机的窄带下行载频和窄带上行载频存储在混合基站的无人机信息表中；

在每个时间片Δt内，从混合基站中选择出用于对无人机进行管辖的混合基站作为该无人机的活动基站，然后该活动基站调整自身基站天线单元的方向；

所述活动基站向自身管辖的无人机发送通知信息，使各个无人机调整自身无人机天线单元的方向并与管辖自己的活动基站的基站天线单元方向相匹配；

各个无人机判断是否存在管辖自己的活动基站，若存在，则该无人机利用无人机天线单元在宽带频段发送视频流数据，该无人机对自己的遥测帧进行编码和调制，并上变频到该无人机的窄带下行频段广播遥测帧信号；

活动基站接收下行频段内的遥测帧信号并进行解调，然后从各路解调通道中选择出自身管辖的无人机的解调通道，活动基站对该解调通道的解调信号进行译码和帧格式解析得到遥测帧；该活动基站利用基站天线单元在宽带频段接收该活动基站管辖的无人机的视频流数据；

活动基站将自己管辖的无人机的遥测帧和视频流数据转发至主控台；

主控台向待遥控无人机的活动基站发送该无人机要执行的遥控指令帧；

活动基站对遥控指令帧进行编码、调制并上变频到待遥控无人机的窄带上行频段广播遥控指令帧信号；

待遥控无人机接收窄带上行频段的遥控指令帧信号，对该遥控指令帧信号进行解调、译码和帧格式解析后得到遥控指令帧；

待遥控无人机执行遥控指令帧的遥控指令。

2.根据权利要求1所述的基于FDMA的无人机测控蜂窝通信方法，其特征在于，在每个时间片Δt内，从混合基站中选择出用于对无人机进行管辖的混合基站作为该无人机的活动基站，然后该活动基站调整自身基站天线单元的方向包括以下步骤：

在每个时间片Δt内，各个无人机对下行路由帧进行编码、调制并上变频到该无人机的窄带下行频段进行广播下行路由帧信号，所述下行路由帧包括无人机的经度Lng_v、纬度Lat_v、高度h_v和时间戳t；

各混合基站接收下行频段内的下行路由帧信号，采用并行解调法处理收到的下行路由帧信号，然后对各路解调通道的下行路由帧信号分别进行译码和帧格式解析得到下行路由帧，然后将下行路由帧中无人机的位置信息存储在混合基站的无人机位置表中；

各混合基站根据无人机的位置信息计算自身与所有无人机的距离信息，并将距离信息发送至主控台，主控台根据每个混合基站发送的距离信息为各个无人机选择出距离最近的混合基站作为该无人机的活动基站，然后主控台将各活动基站的信息写入主控台的活动基站信息表中；

各活动基站从无人机位置表中查询自身管辖的无人机位置信息，并结合自身的位置信息调整自身基站天线单元的方向。

3.根据权利要求2所述的基于FDMA的无人机测控蜂窝通信方法，其特征在于，计算无人机与混合基站之间的距离信息具体为：以地心为原点建立三维直角坐标系，再将无人机的经度Lng_v、纬度Lat_v、高度h_v和混合基站的经度Lng_B、纬度Lat_B和高度h_B分别转换为三维直角坐标系下的坐标，得到无人机的坐标点A(X_v,Y_v,Z_v)和混合基站的坐标点B(X_B,Y_B,Z_B)，然后计算出坐标点A(X_v,Y_v,Z_v)和坐标点B(X_B,Y_B,Z_B)之间的距离，即为无人机与混合基站之间的距离