無人機(jī) 5G 基站的發(fā)展歷程

本文小編將帶您走進(jìn)無人機(jī)的世界，一探無人機(jī)技術(shù)的究竟。無人機(jī)基站有望成為一種靈活的、續(xù)航可靠的通信基站，特別是作為臺風(fēng)、塌方、地震自然災(zāi)害、極端條件下的應(yīng)急方案。再過去的一年里，湖南地區(qū)遭受嚴(yán)重的暴雨侵襲，多地出現(xiàn)通信基站中斷、受損的情況。為保障緊急通訊要求，湖南移動緊急調(diào)度了一套無人機(jī)高空基站系統(tǒng)，這是無人機(jī)高空基站第一次在國內(nèi)投入實(shí)戰(zhàn)，之前的常用方案是應(yīng)急通訊車，僅為 2G，最大服務(wù)范圍 5 公里，且信號不穩(wěn)定。

無人機(jī)高空基站再一次被用于四川移動，在光纜損毀、基站中斷的九寨溝景區(qū)荷葉寨緊急升空投入使用，迅速打通了方圓 30 多平方公里受災(zāi)區(qū)域的移動通信信號，支持指揮調(diào)度。

本文是我們推薦來自中國電子科技集團(tuán)的論文——系留多旋翼無人機(jī)通信系統(tǒng)在應(yīng)急救災(zāi)通信中的應(yīng)用，結(jié)合市場觀察，盤點(diǎn)基于無人機(jī)的通訊基站發(fā)展現(xiàn)狀。

如火如荼的高空基站建設(shè)

天線高度是影響無線通信覆蓋范圍的主要因素之將天線 升高可以減小地形對電波傳播的影響，甚至可以將超視距通信改變?yōu)橐暰嗤ㄐ?，顯著改善通信鏈路質(zhì)量 。利用無人機(jī)搭載通信載荷升空來改善受地形、地物和地球曲率影響導(dǎo)致的通信問題在國內(nèi)外已逐漸成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn) 。

無人機(jī)中繼通信很早就起步了，受限于無人機(jī)的飛行搭載能力 、滯空時間等因素 ，無人機(jī)中繼通信主要選用大中型固定翼無人機(jī)和無人直升機(jī)作為通信平臺。

Loon 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)高空通訊的原理示意

知名的空中網(wǎng)絡(luò)基站項(xiàng)目主要包括谷歌的 Loon(潛鳥計劃，將中繼器通過熱氣球上升至平流層，續(xù)航 100 天~180 天)和臉書的 Aquila(天鷹計劃，利用無人機(jī)進(jìn)行激光通信，續(xù)航 90 天);以及近地衛(wèi)星通信解決方案，來自 SpaceX、OneWeb 等。此類空中基站的目的多是為了實(shí)現(xiàn)廣域的信號覆蓋，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)缺乏基建的問題，以此擴(kuò)張網(wǎng)絡(luò)服務(wù)受眾。

谷歌 Loon：天馬行空的氦氣球群

Loon 可以說是一個非常簡單粗暴的項(xiàng)目，起初，項(xiàng)目開發(fā)人員將路由器(信號中繼設(shè)備)掛在氣象氣球上，讓它飛到 10 公里高，然后再看看有沒有信號。

經(jīng)過不斷的演進(jìn)，氦氣球有了可充封結(jié)構(gòu)，和模塊化的鋁制負(fù)載，以及太陽能電池、燃料電池和一些電子元件，使其能夠在溫差變化、高強(qiáng)紫外輻射的條件下保持長時間飛行，并利用算法指揮動力、熱力系統(tǒng)，改變氣球位置進(jìn)而調(diào)節(jié)氣球群的布居。據(jù)悉，Loon 項(xiàng)目已經(jīng)在新西蘭、斯里蘭卡、澳大利亞、印尼等地進(jìn)行飛行試驗(yàn)。

臉書 Aquila：波音 737 那么大的展翼

2014 年，臉書收購英國航空公司 Ascenta，為無人機(jī)制造以及激光通信做足準(zhǔn)備工作。隨后，扎克伯格宣布天鷹計劃，即以無人機(jī)為載體，利用激光通信，實(shí)現(xiàn)全球三分之二的無線覆蓋率。

據(jù)悉，Aquila 計劃由氦氣球提升至氣候環(huán)境穩(wěn)定的平流層，白天飛行于 9 萬英尺，規(guī)避商業(yè)飛機(jī)航線，吸收和貯存太陽能，晚上則飛行于 6 萬英尺，目標(biāo)續(xù)航時間為一次 90 天。Aquila 將沿著半徑約為 3 公里的圓形空中區(qū)域飛行，F(xiàn)acebook 加州實(shí)驗(yàn)室工程師希望它的激光信號能覆蓋半徑約 50 公里的地面區(qū)域。

根據(jù)最近媒體披露的 Aquila 第二次試飛：高度從第一次的 655 米上升到了約 914 米，時間上延長了 10 分鐘，達(dá) 1 小時 46 分鐘。

低軌道衛(wèi)星群方面，去年 11 月，SpaceX 向 FCC 請求，利用可重復(fù)使用的獵鷹 9 號火箭發(fā)射 4425 顆衛(wèi)星為全球提供高速互聯(lián)網(wǎng)，但由于計劃的衛(wèi)星數(shù)過多 FCC 便是方案仍需審查。相反，初創(chuàng)公司 OneWeb 獲得了高通、維珍、軟銀的支持，計劃到 2019 年發(fā)射 720 顆低軌道衛(wèi)星，并被 FCC 允許進(jìn)入美國市場。