8月25日，一架無人機從上海金山出發(fā)，跨海飛到浙江舟山，裝載梭子蟹、大黃魚等20公斤海鮮特產(chǎn)，又飛回上海。

大家都知道，海面離岸5公里后是沒有信號的，那么無人機是如何通信的呢？這期我們講講無人機的通信控制。

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無人機是否使用手機信號？

• 無人機通信鏈路系統(tǒng)概述

無人機是無人駕駛飛行器的簡稱，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器。從技術(shù)角度定義可以分為：無人固定翼飛機、無人垂直起降飛機 、無人飛艇、無人直升機、無人多旋翼飛行器、無人傘翼機等。無人機應用場景非常多，我們常見民用航拍、巡線、植保，軍用的偵查，中繼、打擊，警用巡邏，監(jiān)視等。隨著民用無人機技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的公司投入到無人機的項目開發(fā)中。

無人機系統(tǒng)主要分為三大部分：地面站、飛控以及無線通信鏈路。

• 無人機鏈路系統(tǒng)組成

　　無人機鏈路的機載部分包括機載數(shù)據(jù)終端（ADT）和天線。機載數(shù)據(jù)終端包括RF接收機、發(fā)射機以及用于連接接收機和發(fā)射機到系統(tǒng)其余部分的調(diào)制解調(diào)器，有些機載數(shù)據(jù)終端為了滿足下行鏈路的帶寬限制，還提供了用于壓縮數(shù)據(jù)的處理器。天線采用全向天線，有時也要求采用具有增益的定向天線。

• 無人機鏈路信道頻段

　　無人機地空數(shù)據(jù)傳輸過程中，無線信號會受到地形、地物以及大氣等因素的影響，引起電波的反射、散射和繞射，形成多徑傳播，并且信道會受到各種噪聲干擾，造成數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量下降。無人機測控鏈路可選用的載波頻率范圍很寬。低頻段設備成本較低，可容納的頻道數(shù)和傳輸速率有限，而高頻段設備成本較高，可容納較多的頻道數(shù)和較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。

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無人機通信技術(shù)有哪些？

• 無人機控制通信和數(shù)據(jù)傳輸通信方式：

1、WIFI——也就是我們航拍常用的技術(shù)，WIFI技術(shù)非常成熟、便宜、并且最常見的方式，距離從幾百米到1km之間。

2、4G、低頻信號傳輸——商用級，使用4G信號控制，只要有基站就有信號有數(shù)據(jù)傳輸。 使用低頻無線電，私用通信通道，不受限于運營商基站，用于無信號場景。COFMD技術(shù)在無人機上采用的低頻的微波信號傳輸，這種頻率的使用既可以提高無人機信號的傳輸速率，也可以在遠距離的傳輸范圍里確保穩(wěn)定的傳輸效果。

3、藍牙—玩具級別的無人機普遍采用這一控制類型，早期航模，玩具飛機都是這類技術(shù)。距離更短，一般幾十米到一百米之間。

4、衛(wèi)星——軍用級，距離一般在4000KM以上，而且多是無人區(qū)域，并且配合衛(wèi)星中繼，沒有距離限制。

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此次飛行用的那種通信技術(shù)？

以V50為例100KM圖傳

圖來自峰飛無人機

圖片來自V50參數(shù)

V50的圖傳為什么可以100KM？因為此機型通信核心技術(shù)就是COFDM 并且采用雙備份鏈路傳輸

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那么COFDM到底是什么？

要設計一個1km的無人機圖傳和100km的無人機圖傳，無線信道對信號的影響是不同的，可分為大尺寸效應和小尺寸效應。大尺寸效應包括路徑損耗、繞射、陰影、植被等等造成的衰落，全世界的科學家和工程師根據(jù)城郊、海基對陸基等等通信場景建了不同模型；小尺寸效應是由于無線信號的多徑傳播所造成的影響，發(fā)射機或者接收機移動幾個波長的范圍都會導致信號的劇烈變化。

不同的傳輸距離，無線信號傳輸?shù)男诺滥Ｐ褪遣灰粯拥?，糾錯碼的長度和保護間隔的設置等信道編碼情況也是不同的。

COFDM第一個規(guī)模化應用的標準是歐洲數(shù)字視頻廣播DVB-T（或簡稱數(shù)字電視），其結(jié)構(gòu)框圖如下：

DVB-T推廣之后，歐洲的數(shù)字電視標準又推出了DVB-H，DVB-S，DVB-T2，這些標準用的都是COFDM的技術(shù)。此外，日本也推出了自己的數(shù)字電視標準ISDB-T，也是采用了COFDM技術(shù)。感興趣的同學可以查閱上述相關標準文獻。

那么結(jié)合上述DVB的信道分析，就很好理解為什么COFDM技術(shù)適合應用于遠距離無人機圖傳了：

1. 高清圖傳，帶寬要足夠大。

2. 無人機相對于地面接收端的移動速度一般在120km/h以內(nèi)，與車載電視的應用場景類似。

3. 廣播式傳輸，當?shù)孛娑嗽黾咏邮赵O備時，不會增加信道的開銷，導致帶寬變小。

4. 信號傳輸條件復雜，遠距離圖傳多徑效應明顯。

5. 無人機為了作業(yè)方便，發(fā)射信號不能具有太強的方向性，通過增加發(fā)射功率，使接收機的S/N提高來增加傳輸距離理論上可行。

原來COFDM和DVB差不多，適合圖像回傳。

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為什么選擇845 1.4G頻段呢？及國家關于頻段使用的規(guī)定

• 我國對無人機使用頻段規(guī)定

目前世界上無人機的頻譜使用的主要集中在UHF、L和C波段，其他頻段也有零散分布。目前我國工信部無線電管理局初步制定了《無人機系統(tǒng)頻率使用事宜》，規(guī)劃840.5-845MHz、1430-1444MHz和2408-2440MHz頻段用于無人駕駛航空器系統(tǒng)

• 選擇低頻無線電的原因

無人機鏈路應用的主要頻段為微波（300MHz~3000GHz），因為微波鏈路有更高的可用帶寬，可傳輸視頻畫面，它所采用的高帶寬和高增益天線抗干擾性能良好。不同的微波波段適用于不同的鏈路類型。
各種民用無線電頻率使用列表