一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置的制造方法
【專利說明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本實(shí)用新型涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可以對抗多徑干擾，保證無人機(jī)可以正確接收控制指令的無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置。
[【背景技術(shù)】]
[0002]在移動通信系統(tǒng)中，無論是運(yùn)營商部署的蜂窩通信網(wǎng)，還是企業(yè)部署的集群通信網(wǎng)，當(dāng)終端隨位置移動偏離基站，使得接收的信號質(zhì)量惡化、甚至出現(xiàn)掉話現(xiàn)象，基站通過增加發(fā)射功率來提高終端的接收信號強(qiáng)度，并不會主動根據(jù)反終端反饋的信號質(zhì)量強(qiáng)弱改變信號的發(fā)送方法，以保證終端能正確接收到基站發(fā)送的信號。近兩年來，無人機(jī)技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，在無人機(jī)通信系統(tǒng)中，天空端的無人機(jī)根據(jù)地面端的控制臺發(fā)送的控制指令執(zhí)行相應(yīng)的操作，當(dāng)?shù)孛娑说目刂婆_操控失誤或操控幅度過大，將使得無人機(jī)偏移操控者預(yù)想的飛行路線，當(dāng)無人機(jī)與控制臺超過一定距離時(shí)，視頻傳輸質(zhì)量會明顯下降、甚至無法顯示，甚至導(dǎo)致通信中斷，在極限的情況下，無人機(jī)可能會飛到障礙物(如建筑物或樹木)后方，操控者因?yàn)檎系K物阻擋而無法看見和控制無人機(jī)，無人機(jī)容易出現(xiàn)碰撞或者墜毀，不僅會導(dǎo)致無人機(jī)毀壞，而且還容易引發(fā)安全事故。
[0003]無人機(jī)系統(tǒng)的典型需求是實(shí)現(xiàn)圖片攝影和視頻攝像的回傳，為了實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸與交換，通常都采用正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Divis1n Multiplexing，OFDM)技術(shù)，主流方案是基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)組織制定的WiFi技術(shù)實(shí)現(xiàn)。OFDM技術(shù)可以很好地解決多徑環(huán)境中的信道選擇性衰落和提高數(shù)據(jù)的傳輸速率，但抗信道平坦性衰落(即各載波的幅度服從瑞利分布的衰落)較差，基于OFDM技術(shù)的天空端無人機(jī)難以對抗多徑干擾，而無法正確解調(diào)出地面端控制臺發(fā)出的控制指令。為了更好的采用OFDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的控制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在控制信號的處理方面進(jìn)行了大量的研發(fā)和技術(shù)上的擴(kuò)展和延伸，也取得了較好的成績。
[【實(shí)用新型內(nèi)容】]
[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實(shí)用新型提供一種可以對抗多徑干擾，保證無人機(jī)可以正確接收控制指令的無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題的方案是提供一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置，包括信道估計(jì)器、用于提高擴(kuò)頻因子和設(shè)定擴(kuò)頻碼字的調(diào)度控制單元、用于提供擴(kuò)頻信號的擴(kuò)頻處理單元和OFDM調(diào)制器，調(diào)度控制單元接收來自信道估計(jì)器的信道質(zhì)量信息后進(jìn)行信號比對，發(fā)送信號給擴(kuò)頻處理單元，擴(kuò)頻處理單元進(jìn)行擴(kuò)頻參數(shù)的調(diào)整以及對輸入的調(diào)制信號進(jìn)行擴(kuò)頻，OFDM調(diào)制器包括串并變換單元、載波映射單元、IFFT單元和并串變換單元，信號經(jīng)過擴(kuò)頻處理單元的擴(kuò)頻處理后由OFDM調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制處理，再將調(diào)制處理后的信號發(fā)送給后端處理單元。
[0006]優(yōu)選地，所述信道質(zhì)量信息至少包括SNR、CQ1、BLE或BLER參數(shù)中的一種。
[0007]優(yōu)選地，所述調(diào)度控制單元中設(shè)置有信號門限，通過對比信號門限和來自信道估計(jì)器的信道質(zhì)量信息進(jìn)行擴(kuò)頻因子和設(shè)定擴(kuò)頻碼字的調(diào)整。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置通過設(shè)置信道估計(jì)器、調(diào)度控制單元、擴(kuò)頻處理單元和OFDM調(diào)制器，當(dāng)無人機(jī)遇到障礙等其他方面的問題造成接收信號的衰弱時(shí)，信道估計(jì)器會發(fā)送信號給調(diào)度控制單元，調(diào)度控制單元傳輸擴(kuò)頻因子和擴(kuò)頻碼字給擴(kuò)頻處理單元，擴(kuò)頻處理單元產(chǎn)生對應(yīng)的擴(kuò)頻序列，并對輸入的調(diào)制符號進(jìn)行擴(kuò)頻處理得到擴(kuò)頻信號，OFDM調(diào)制器對輸入的擴(kuò)頻信號進(jìn)行正交頻分調(diào)制處理得到OFDM符號，送給后端處理單元進(jìn)行處理，此信號處理方式通過主動對信號先擴(kuò)頻編碼、再進(jìn)行OFDM處理，可以達(dá)到高效率對抗多徑干擾，使得無人機(jī)正確解調(diào)地面端控制臺發(fā)出的控制指令的目的，從而避免無人機(jī)與控制臺超過一定距離或遇到障礙物等特殊情況而造成的墜機(jī)等問題。
[【附圖說明】]
[0009]圖1是本實(shí)用新型一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本實(shí)用新型一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置中OFDM調(diào)制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖3是本實(shí)用新型一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置的工作流程示意圖。
[0012]圖4是本實(shí)用新型一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置所對應(yīng)的無人機(jī)的應(yīng)用場景示意圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0013]為使本實(shí)用新型的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定此實(shí)用新型。
[0014]請參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置I包括信道估計(jì)器、用于提高擴(kuò)頻因子和設(shè)定擴(kuò)頻碼字的調(diào)度控制單元、用于提供擴(kuò)頻信號的擴(kuò)頻處理單元和OFDM調(diào)制器，調(diào)度控制單元接收來自信道估計(jì)器的信道質(zhì)量信息后進(jìn)行信號比對，發(fā)送信號給擴(kuò)頻處理單元，擴(kuò)頻處理單元進(jìn)行擴(kuò)頻參數(shù)的調(diào)整以及對輸入的調(diào)制信號進(jìn)行擴(kuò)頻，OFDM調(diào)制器包括串并變換單元、載波映射單元、IFFT(Inverse Fast FourierTransformat1n,反快速傅里葉變換)單元和并串變換單元，信號經(jīng)過擴(kuò)頻處理單元的擴(kuò)頻處理后由OFDM調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制處理，當(dāng)無人機(jī)遇到障礙等其他方面的問題造成接收信號的衰弱時(shí)，信道估計(jì)器會發(fā)送信號給調(diào)度控制單元，調(diào)度控制單元傳輸擴(kuò)頻因子和擴(kuò)頻碼字給擴(kuò)頻處理單元，擴(kuò)頻處理單元產(chǎn)生對應(yīng)的擴(kuò)頻序列，并對輸入的調(diào)制符號進(jìn)行擴(kuò)頻處理得到擴(kuò)頻信號，OFDM調(diào)制器對輸入的擴(kuò)頻信號進(jìn)行正交頻分調(diào)制處理得到OFDM符號，送給后端處理單元進(jìn)行處理，此信號處理方式通過主動對信號先擴(kuò)頻編碼、再進(jìn)行OFDM處理，可以達(dá)到高效率對抗多徑干擾，使得無人機(jī)正確解調(diào)地面端控制臺發(fā)出的控制指令的目的，從而避免無人機(jī)與控制臺超過一定距離或遇到障礙物等特殊情況而造成的墜機(jī)等問題。
[0015]信道質(zhì)量信息至少包括信噪比(Signal to Noise Rat1，SNR)、信道質(zhì)量指示(Channel Quality Indicat1n，CQI)、誤塊率(Block Error Rate，BLER)和誤比特率(BitError Rate，BER)中的一種，擴(kuò)頻因子可以選取2、4、8或16等，擴(kuò)頻碼可選擇Walsh等正交碼。
[0016]請參閱圖3，調(diào)度控制單元中設(shè)置有信號門限，通過對比信號門限和來自信道估計(jì)器的信道質(zhì)量信息進(jìn)行擴(kuò)頻因子和設(shè)定擴(kuò)頻碼字的調(diào)整，調(diào)度控制單元先接收來自信道估計(jì)器估計(jì)的信道質(zhì)量信息，當(dāng)估計(jì)的信道質(zhì)量信息差于預(yù)先設(shè)定的信號門限，即信道質(zhì)量惡化后，調(diào)度控制單元提高擴(kuò)頻因子和設(shè)定擴(kuò)頻碼字，用以對抗多徑干擾，當(dāng)估計(jì)的信道質(zhì)量信息大于預(yù)先設(shè)定的信號門限時(shí)，則越過調(diào)度控制單元對擴(kuò)頻因子和擴(kuò)頻碼字的調(diào)整，信號直接到達(dá)擴(kuò)頻處理單元，擴(kuò)頻處理單元根據(jù)調(diào)制符號進(jìn)行擴(kuò)頻處理得到擴(kuò)頻信號。OFDM調(diào)制處理過程包括串并變換、載波映射、IFFT變換和并串變換等過程，串并變換單元將輸入的擴(kuò)頻信號由串行變?yōu)椴⑿休敵?，并送給載波映射單元，載波映射單元根據(jù)輸入的串并變換后的并行數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域載波映射，并送給IFFT單元進(jìn)行頻域到時(shí)域的變換，再送給并串變換單元，并串變換單元將IFFT單元輸出的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，最后送給后面的模塊進(jìn)行處理。
[0017]請參閱圖4，無人機(jī)的應(yīng)用場景包括地面端的控制臺和天空端的無人機(jī)兩部分，控制臺通過地對空信道可向無人機(jī)發(fā)送控制指令，指令包括操控?zé)o人機(jī)的運(yùn)行軌跡、請求無人機(jī)通過空對地信道向控制臺傳回影像數(shù)據(jù)或狀態(tài)報(bào)告等信息，當(dāng)控制臺與無人機(jī)之間的傳播路徑?jīng)]有顯著的阻擋物或者距離不是特別遠(yuǎn)時(shí)，傳輸?shù)目刂浦噶羁梢院芎帽粺o人機(jī)正確解調(diào)，采用OFDM傳輸技術(shù)的無人機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)操控不當(dāng)使得無人機(jī)飛到障礙物(典型為建筑物)后面時(shí)，控制臺與無人機(jī)之間傳播路徑的多徑衰落現(xiàn)象非常嚴(yán)重，無人機(jī)將難以正確解調(diào)控制臺發(fā)送的控制指令，并處于危險(xiǎn)的失控狀態(tài)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置I通過設(shè)置信道估計(jì)器、調(diào)度控制單元、擴(kuò)頻處理單元和OFDM調(diào)制器，當(dāng)無人機(jī)遇到障礙等其他方面的問題造成接收信號的衰弱時(shí)，信道估計(jì)器會發(fā)送信號給調(diào)度控制單元，調(diào)度控制單元傳輸擴(kuò)頻因子和擴(kuò)頻碼字給擴(kuò)頻處理單元，擴(kuò)頻處理單元產(chǎn)生對應(yīng)的擴(kuò)頻序列，并對輸入的調(diào)制符號進(jìn)行擴(kuò)頻處理得到擴(kuò)頻信號，OFDM調(diào)制器對輸入的擴(kuò)頻信號進(jìn)行正交頻分調(diào)制處理得到OFDM符號，送給后端處理單元進(jìn)行處理，此信號處理方式通過主動對信號先擴(kuò)頻編碼、再進(jìn)行OFDM處理，可以達(dá)到高效率對抗多徑干擾，使得無人機(jī)正確解調(diào)地面端控制臺發(fā)出的控制指令的目的，從而避免無人機(jī)與控制臺超過一定距離或遇到障礙物等特殊情況而造成的墜機(jī)等問題。
[0019]以上所述的本實(shí)用新型實(shí)施方式，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置，其特征在于:包括信道估計(jì)器、用于提高擴(kuò)頻因子和設(shè)定擴(kuò)頻碼字的調(diào)度控制單元、用于提供擴(kuò)頻信號的擴(kuò)頻處理單元和OFDM調(diào)制器，調(diào)度控制單元接收來自信道估計(jì)器的信道質(zhì)量信息后進(jìn)行信號比對，發(fā)送信號給擴(kuò)頻處理單元，擴(kuò)頻處理單元進(jìn)行擴(kuò)頻參數(shù)的調(diào)整以及對輸入的調(diào)制信號進(jìn)行擴(kuò)頻，CFDM調(diào)制器包括串并變換單元、載波映射單元、IFFT單元和并串變換單元，信號經(jīng)過擴(kuò)頻處理單元的擴(kuò)頻處理后由OFDM調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制處理，再將調(diào)制處理后的信號發(fā)送給后端處理單元。2.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置，其特征在于:所述信道質(zhì)量信息至少包括SNR、CQ1、BLE或BLER參數(shù)中的一種。3.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置，其特征在于:所述調(diào)度控制單元中設(shè)置有信號門限，通過對比信號門限和來自信道估計(jì)器的信道質(zhì)量信息進(jìn)行擴(kuò)頻因子和設(shè)定擴(kuò)頻碼字的調(diào)整。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種無人機(jī)通信系統(tǒng)的信號發(fā)送裝置，包括信道估計(jì)器、調(diào)度控制單元、擴(kuò)頻處理單元和OFDM調(diào)制器，調(diào)度控制單元接收來自信道估計(jì)器的信道質(zhì)量信息后進(jìn)行信號比對，發(fā)送信號給擴(kuò)頻處理單元，擴(kuò)頻處理單元進(jìn)行擴(kuò)頻參數(shù)的調(diào)整以及對輸入的調(diào)制信號進(jìn)行擴(kuò)頻，OFDM調(diào)制器包括串并變換單元、載波映射單元、IFFT單元和并串變換單元，信號經(jīng)過擴(kuò)頻處理單元的擴(kuò)頻處理后由OFDM調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制處理，此信號處理方式通過主動對信號先擴(kuò)頻編碼、再進(jìn)行OFDM處理，可以達(dá)到高效率對抗多徑干擾，使得無人機(jī)正確解調(diào)地面端控制臺發(fā)出的控制指令的目的，從而避免無人機(jī)與控制臺超過一定距離或遇到障礙物等特殊情況而造成的墜機(jī)等問題。
【IPC分類】H04B1/04, H04L27/26, H04B1/711, H04L25/02
【公開號】CN205377847
【申請?zhí)枴緾N201620149023
【發(fā)明人】張偉
【申請人】希諾麥田技術(shù)（深圳）有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年2月26日