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专利号: 2022103473228
申请人: 江西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于无人机中继站的多天线通信方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:将无人机布置在中继任务区上空,所述中继任务区具有建筑物,无人机的位置坐标为(x0,y0,z0),无人机至少包括定向天线、全向天线,全向天线的输出功率为PDA,定向天线的输出功率为POA,无人机在全向天线和定向天线施加预设的基准功率PRE,PDA=POA=PRE;

步骤2:地面基站建立与多个用户的无中继通信以及经无人机建立与多个用户的中继通信,中继通信用户分布在中继任务区内;

步骤3:中继通信用户i将位置参数(xi,yi,zi)上报至无人机;

步骤4:无人机生成一信道日志,信道日志将中继通信用户标记为非视距状态或视距状态;

步骤5:地面基站根据中继任务区和至少一个基站通信区的小区参考信号接收功率生成功率调整参数g,根据功率调整参数g在全向天线施加第一功率增益G1;

步骤6:无人机根据非视距状态的中继通信用户的位置参数调整定向天线的下倾角,并在定向天线施加第二功率增益G2,G2=-G1;

步骤7:中继通信用户i周期性向无人机上报位置参数(xi,yi,zi)和信号接收功率Pi并计算信道损耗,所述信道损耗由视距传播损耗、穿墙损耗和非视距传播损耗组成,再根据信道损耗计算穿墙损耗,若穿墙损耗小于等于阈值下限,返回至步骤4,若穿墙损耗大于阈值上限,进入步骤8;

步骤8:无人机根据非视距状态的中继通信用户的位置参数调整定向天线的下倾角并调整第二功率增益G2,G2=G2+G0,G0为由穿墙损耗确定的增益调整值,再返回步骤7。

2.根据权利要求1所述的用于无人机中继站的多天线通信方法,其特征在于,无人机遍历建筑物的多个参照点,测量各参照点的通信覆盖率以及建筑物外表面的多个轮廓点的位置坐标。

3.根据权利要求2所述的用于无人机中继站的多天线通信方法,其特征在于,根据建筑物外表面的多个轮廓点的位置坐标和无人机的位置坐标生成非视距区域,位于非视距区域内的中继通信用户标记为非视距状态,位于非视距区域外的中继通信用户标记为视距状态。

4.根据权利要求3所述的用于无人机中继站的多天线通信方法,其特征在于,非视距区域由建筑物内部区域和轮廓点与无人机交线限定的区域组成,轮廓点k与无人机的交线方程为:

,轮廓点k的位置坐

标为(xk,yk,zk)。

5. 根据权利要求1所述的用于无人机中继站的多天线通信方法,其特征在于,中继通信用户i的视距传播损耗为Oi,Oi=20logdi+A,非视距传播损耗为Li,Li=Bhi,穿墙损耗为Ti,POA-Pi=Ti+Li+Oi,其中,视距参数A =20logf+20log (4π/c)+ 1,f为载波频率,c为光速,B为预设的非视距衰减参数,di为中继通信用户i的视距传播距离,hi为中继通信用户i的非视距传播距离。

6.根据权利要求5所述的用于无人机中继站的多天线通信方法,其特征在于,定向天线的下倾角 ,m为非视距状态的中继通信用户的数量,θi为中继通信用户i的室外链路偏角。

7.根据权利要求6所述的用于无人机中继站的多天线通信方法,其特征在于,增益调整值 。

8.根据权利要求1所述的用于无人机中继站的多天线通信方法,其特征在于,功率调整参数 ,RSRP0为中继任务区的小区参考信号接收功率,n为相邻的基站通信区的数量,RSRPj为基站通信区j的小区参考信号接收功率。

9.根据权利要求8所述的用于无人机中继站的多天线通信方法,其特征在于,第一功率增益 。

10.一种用于无人机中继站的多天线通信系统,其特征在于,包括:地面基站、无人机以及多个用户,该多天线通信系统用于实现权利要求1所述用于无人机中继站的多天线通信方法。