Page 14 - 网络电信2020年3月刊下

基于 5G 的固定翼无人机应急通信覆盖能力研究

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袁雪琪 云 翔 李 娜 2
1. 中国电信股份有限公司研究院； 2. 北京佰才邦技术有限公司

摘要：国家高度重视应急通信网络的规划与建设，特别是无人机的应急通信技术研究越来越受到重视，相对于
4G“尽力而为”的网络特性，5G 凭借大带宽、低时延和高可靠性的网络能力，为网络性能配置提供了灵活的配置空间，
将会逐步成为满足应急通信不同场景需求的首选技术。提出了基于固定翼式无人机的 5G 应急通信覆盖解决方案，该

方案通过无人机机载 5G 一体化基站，结合地面宏基站辅助实现组网。对无人机基站下行覆盖与回传链路预算进行仿真，
结果表明，所提出的解决方案可以满足偏远地区和应急通信的覆盖需求。
关键词：固定翼无人机；应急通信；5G；无人机

地面通信系统常常由于自然力侵蚀、人为破坏、年久老化 5G是面向2020年以后移动通信需求而发展起来的新一代移
导致设备性能下降等多种因素，影响其稳定性和可靠性，其移 动通信系统，在传输速率和资源利用率等方面较4G系统获得大
动性与灵活性较差，难以满足应急通信的要求 [1-2] 。因此，高 幅提升。用户在享受更高、更快、更丰富的体验的同时，也对
灵活性、高可靠性的应急通信措施成为通信技术领域的研究热 网络速率和时延等性能指标提出更高的要求。相对于4G“尽力
点。 而为”的网络特性，5G大带宽(0～10Gb/s)、低时延(1～100ms)
我国政府为保证并推进我国应急通信网络的建设，成立了 和高可靠性(0～99.9999%)等能力，为网络性能配置提供了灵活
国家应急管理部，启动天地一体的应急通信网络规划和建设。 的配置空间。因此，基于5G的应急系统将会逐步成为满足应急
为响应国家号召，国内三大运营商积极开展应急通信保障研 通信不同场景需求的首选技术。
究。传统应急通信通常采用应急通信车方式，应急通信车具有 本文将基于5G技术，对固定翼式无人机机载系统的组网架
较高的机动性与稳定性，是应急通信设备中的重要组成部分。 构进行研究 [6-7] ，重点对该架构下的固定翼无人机覆盖和回传能
但在塌方、山体滑坡、地震、海域覆盖等极端场景，通信车辆 力进行分析，并给出相应结论。
难以及时部署；同时，由于应急通信车桅杆升降高度限制，导
致天线投射面积有限。因此，单一应急通信措施难以满足全方 一、组网架构
[3]
面的应急通信的需要 。随着无人机技术发展，特别是无人机 1.无人机平台选择
的飞行高度、移动半径、续航和载重等能力的大幅提升，通过 应急通信对无人机平台的要求主要包括：
无人机搭载基站具备了可行性。此外，无人机基站具有高可靠 (1)续航时长：由于应急通信场景的需要，续航时间超过20
的视距链路和灵活部署的能力，使得无人机组网技术在未来应 小时将更具有实用性；
急通信网络中具有广阔前景 [4-5] 。 (2)快速部署：鉴于应急通信事件突发的特点，需要在出现

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