无人机系统理论基础 课件 第二十二课时 无人机通信需求及特点

第二十二课时无人机通信需求及特点BU

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AVIATION目录/CONTENTS§2无人机通信需求§1概论§3无人机通信的特点§1概论概论无人机通信定义：无人机与地面站、无人机之间、无人机与其他系统间进行的通信特点：高速移动性、环境变化迅速、电波传播条件多变、易受噪声影响通信设备要求：环境适应能力强、频带利用率高、综合性能优良概论无人机数据链作用：无人机与外界联系的神经网络，维系无人机的信息交换与信息传输按传输方向分类：上行链路、下行链路上行链路：地面站到无人机操控指令的发送和接收下行链路：无人机到地面站传感信息、位置信息、遥测数据、红外或电视图像的发送和接收概论无人机数据链功能：①支持对无人机及其机载设备的远程控制②监视无人机及其设备的状态③进行侦察监测数据的回传④对通信质量的在线评估§2无人机通信需求无人机通信需求需求的分类自身需求：无人机执行飞行任务时的通信需求。外在需求：无人机执行载荷任务时的通信需求及时传递获取的外部信息通信中继平台无人机通信链路无人机通信需求技术指标通信速率上行链路：较高的通信速率保证无人机的快速响应下行链路：较高的通信速率保证无人机获取的信息及自身数据及时传送到地面控制站无人机编队飞行：通信速率影响无人机动作响应速度无人机通信需求技术指标通信子系统通过优化各模块结构，减少各传输环节的时延，提高通信速率通信速率无人机通信需求通信距离提高发射与接收设备性能：使通信设备发射高功率的信号，提升有用信号传输距离使通信设备接收灵敏度、信号感应、识别能力增强远距离无人机通讯无人机通信需求传输容量需求与解决方案：载荷多样：通信子系统拓宽频带、提高频率利用率同时与多个外界系统通信：传输容量足够大无人机通信需求数据带宽定义：单位时间内通过链路传输的数据量（bps）需求：无人机技术发展、市场对无人机传输容量需求增加无人机与其他系统通信时无人机通信需求环境适应能力需求：无人机在恶劣环境下的工作要求：良好的电磁兼容性、抗欺骗能力、低截获概率、高安全性、抗干扰能力无人机通信需求对机载通信设备的要求缺陷：无人机载荷平台空间狭小，设备安装拥挤电子设备频率覆盖范围宽收、发设备的信号电平相差悬殊无人机通信需求对机载通信设备的要求导致问题：电磁环境复杂，电磁兼容问题严重电磁波在机体内外引起大量的反射、散射、绕射等现象影响信号收发质量解决方案：着重设计机载电子系统的电磁兼容无人机通信需求对地面站通信设备的要求需求：具有集通信、处理、控制、管理于一体的综合能力具有开放性和兼容性克服各种未知的、自然或人为因素的不利影响，以适应复杂环境§3无人机通信的特点无人机通信的特点无人机通信对比：与移动通信相比，具有快速移动性与卫星通信相比，具有通讯低空性，覆盖区域较小无人机通信的特点无人机通信实现中继通信：部署方便、移动性强、性能较佳、控制灵活、易升级换代无人机中继通信无人机通信的特点无人机通信对比（实现中继通信）：与移动通信相比，部署周期小、成本低与卫星通信相比，通信延迟较小、造价也低无人机通信的特点无人机通信的限制①无人机承载的通信设备有限，要求通信设备体积小、功耗低、处理速度快、综合性能好②通信设备随无人机运动，需要应对环境变化、信号变化的影响无人机通信的特点无人机通信的限制③无人机多采用电池供电，且传输的距离又远，要求通信设备的功耗低、信号传输距离远，数据链的接收灵敏度高、接收性能良好无人机通信的特点无人机通信的限制④无人机需要实现高速图像数据的传输通信，由于飞行的低空性，需考虑多路径、杂波等恶劣信道对传输性能的影响，尽量减少信息传输的误码率无人机通信的特点无人机通信的限制⑤无人机多机编队和多机联合作战时，需要频繁通信，要兼容处理各种信号、采取抗电磁干扰措施无人机通信的特点无人机数据链路的特征高信息速率作用：保障无人机系统正常运行，完成窄带条件下远距离通信的任务低功耗、低误码率和高接收灵敏度作用：支持无人机长时间飞行，准确传输信息，接收、识别更远距离的信号，扩大无人机飞行的距离与范围无人机通信的特点无人机数据链路的特征数据加密功能作用：数据传输的可靠性，防止数据的泄密与丢失存储、转发功能作用：储存部分机载传感器的信息，待事后分析；向其他无人机转发地面站发来的控制信号无人机通信的特点无人机数据链路的特征跳频、扩频功能作用：扩展频谱的同时提高通信的抗干扰能力，改善数据传输的性能，提高频带复用效率无人机通信的特点无人机数据链路的问题在复杂电磁环境条件下可靠工作的能力不足频率使用效率低，长期占用频率带宽造成频率资源浪费无人机通信的特点发展现状普通无人机采用定制视距数据链，中高空、长航时无人机采用视距或超视距的卫星通信数据链推动无人机通信高速、宽带、保密、抗干扰的发展步云登月

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