時(shí)間:2017-09-26 18:20來源:無人機(jī)網(wǎng) 作者:中國通航
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3.系留式,掛載大功率基站 在解決了無人機(jī)基站飛行時(shí)間長短后,另一個(gè)問題漸漸浮出水面,即基站覆蓋范圍有限。 毫瓦級(jí)基站雖然有重量輕、體積小的優(yōu)勢,但是由于其發(fā)生功率小,在頻譜、天線、終端等其他因素相同的條件下,其覆蓋半徑較小。在典型的場景下,基于2*125mW的基站,在50米的高度,手機(jī)終端進(jìn)行正常業(yè)務(wù)的半徑只有300米左右。這就意味著單個(gè)無人機(jī)基站覆蓋的面積非常有限,不適用廣覆蓋的應(yīng)用場景。 為了解決這個(gè)問題,運(yùn)營商經(jīng)過不斷嘗試,將2*5W、2*10W、甚至2*40W的基站掛載在系留式無人機(jī)上,F(xiàn)在,系留式大功率無人機(jī)基站的典型覆蓋半徑可輕松超過1公里,若基站使用更大的發(fā)射功率,覆蓋半徑可達(dá)到2公里,在配合使用高增益天線時(shí),甚至可以超過3公里。 下圖是中國移動(dòng)(在九寨溝地震中使用的)的一款無人機(jī)基站,就是一款系留式大功率無人機(jī)基站。該無人機(jī)基站使用了10W以上的發(fā)射功率,并配置了高增益的天線,從而大大擴(kuò)展了無人機(jī)基站的覆蓋半徑,進(jìn)一步提升了無人機(jī)基站的實(shí)用性。
現(xiàn)在,無人機(jī)基站經(jīng)歷了3個(gè)階段的發(fā)展演進(jìn),已克服了飛行時(shí)間短、機(jī)載基站覆蓋半徑有限等最核心的瓶頸問題。然而,隨著無人機(jī)基站測試及應(yīng)用的深入進(jìn)行,出現(xiàn)了一系列新的、更深層次問題,即無人機(jī)與基站之間的配合協(xié)調(diào)及統(tǒng)一設(shè)計(jì): a)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一性問題:現(xiàn)有基站的結(jié)構(gòu)都不是為無人機(jī)場景專門設(shè)計(jì)優(yōu)化的,一方面,自身重量大(超過10kg),重心往往也不在設(shè)備的正中間,在無人機(jī)振動(dòng)大的環(huán)境中,極易產(chǎn)生晃動(dòng),影響飛機(jī)飛行穩(wěn)定性和安全性。另一方面,無人機(jī)與基站之間缺少相互對(duì)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),非常不便于設(shè)備的安裝、更換,也不利于系統(tǒng)間集成連接時(shí)的牢固性。 b)機(jī)載基站與無人機(jī)系統(tǒng)之間的干擾:無人機(jī)系統(tǒng)需要通過GPS進(jìn)行定高和定位,還需要通過無線方式對(duì)無人機(jī)進(jìn)行控制。一方面,基站信號(hào)的干擾,會(huì)導(dǎo)致無人機(jī)位置出現(xiàn)飄移。另一方面,無人機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)干擾,也會(huì)影響機(jī)載基站的覆蓋效果。 c)無人機(jī)與機(jī)載基站供電未隔離:在特殊環(huán)境下,如高海拔、大風(fēng)等自然條件下,無人機(jī)系統(tǒng)對(duì)于電源的消耗會(huì)加劇,這就會(huì)擠壓機(jī)載基站部分的功率供給,甚至有可能影響機(jī)載基站的正常工作。 d)機(jī)載基站越重,整個(gè)系統(tǒng)的功耗越大:無人機(jī)系統(tǒng)起飛質(zhì)量每增加6kg,系留系統(tǒng)的功耗需求就會(huì)增加約1kw。這意味著機(jī)載基站重量增加,會(huì)導(dǎo)致機(jī)載電源、地面電源、發(fā)電機(jī)的功率要求的提升以及整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)、運(yùn)行成本的增加,同時(shí),也意味著系留電源用于應(yīng)對(duì)惡劣場景時(shí)的功耗冗余能力將會(huì)減少,從而影響了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 海拔高度與升力及功率的關(guān)系 升力與功率成正比,所需功率為此比例。 目前業(yè)界對(duì)于系留無人機(jī)搭載大功率基站,主要采取兩種態(tài)度 A.運(yùn)營商采購并集成
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