本發(fā)明涉及無線通信，尤其涉及一種多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在民用無人機(jī)數(shù)量急劇上升，無人機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景更加多樣化的背景下，無人機(jī)的操作更多情況下需要再超視距條件下進(jìn)行，例如利用無人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程交付，緊急救援等。傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式無法在超視距的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)的超可靠低時(shí)延控制。因此，第三代合作伙伴開始對(duì)無人機(jī)接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)展開研究。蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，能夠?yàn)槌暰嗖僮鳁l件下的無人機(jī)提供更加可靠的移動(dòng)性支持。

2、同時(shí)，mimo技術(shù)在5g中得到充分應(yīng)用。目前相關(guān)技術(shù)支持為車輛，無人機(jī)等各類通信終端配置多天線，以提高通信系統(tǒng)的容量與頻譜效率。通過對(duì)各天線接收信號(hào)相位進(jìn)行加權(quán)后疊加，無人機(jī)可實(shí)現(xiàn)一定的接收波束，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同方向信號(hào)的不同接收增益。

3、在當(dāng)今蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，地面基站天線通常會(huì)下傾以提高地面用戶覆蓋率，導(dǎo)致空中無人機(jī)用戶與基站旁瓣連接，導(dǎo)致基站在無人機(jī)方向的天線增益更低且會(huì)隨無人機(jī)的飛行產(chǎn)生明顯變化。另一方面，無人機(jī)高度一般高于地面基站與建筑物，隨著無人機(jī)高度的升高，無人機(jī)與基站之間視距鏈路的概率更大，使無人機(jī)遭受來自更多基站的干擾，接收到的信號(hào)的信干噪比更低。

4、目前傳統(tǒng)長(zhǎng)期演進(jìn)(long-term?evolution，lte)中為無人機(jī)提供的基站關(guān)聯(lián)方式是基于接收功率進(jìn)行，基站的切換基于a3事件觸發(fā)，即根據(jù)所測(cè)量的目標(biāo)基站與服務(wù)基站的接收功率來進(jìn)行切換判決。而在此關(guān)聯(lián)模式下，空中無人機(jī)用戶的接收波束無法有效抑制干擾基站功率，且在多連接下，無法保證無人機(jī)波束能夠同時(shí)為關(guān)聯(lián)基站提供較高增益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法，包括如下步驟：

2、步驟1：通過無人機(jī)定位信息、地面基站信息，結(jié)合無人機(jī)測(cè)量報(bào)告以及波束成形信息，計(jì)算得出無人機(jī)的下行通信的信號(hào)質(zhì)量；

3、步驟2：根據(jù)信號(hào)質(zhì)量所處于的不同區(qū)間，分別對(duì)無人機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)基站的添加、更新以及釋放操作。

4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟1中，通過無人機(jī)定位信息、地面基站信息，計(jì)算得出各基站信號(hào)在無人機(jī)波束下的接收功率，結(jié)合無人機(jī)測(cè)量報(bào)告以及波束成形信息，計(jì)算得出無人機(jī)的下行通信的信號(hào)質(zhì)量。

5、本發(fā)明還提供了一種多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形系統(tǒng)，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序配置為由所述處理器調(diào)用時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法的步驟。

6、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序配置為由處理器調(diào)用時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法的步驟。

7、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠使關(guān)聯(lián)基站在無人機(jī)處的整體增益得到提升，從而實(shí)現(xiàn)更高的下行鏈路信干噪比，在無人機(jī)超視距控制場(chǎng)景采用有限塊長(zhǎng)傳輸機(jī)制的背景下，能夠提高通信的可靠性并降低時(shí)延。同時(shí)，根據(jù)通信需求動(dòng)態(tài)調(diào)整關(guān)聯(lián)的基站數(shù)量也能夠起到節(jié)省基站資源的作用。

技術(shù)特征：

1.一種多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法，其特征在于：在所述步驟1中，通過無人機(jī)定位信息、地面基站信息，計(jì)算得出各基站信號(hào)在無人機(jī)波束下的接收功率，結(jié)合無人機(jī)測(cè)量報(bào)告以及波束成形信息，計(jì)算得出無人機(jī)的下行通信的信號(hào)質(zhì)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法，其特征在于：在所述步驟1中，無人機(jī)坐標(biāo)記為(xu,yu,zu)，基站i坐標(biāo)記為

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法，其特征在于：在所述步驟1中，基站i相對(duì)無人機(jī)角度

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法，其特征在于：在所述步驟1中，無人機(jī)對(duì)基站i信號(hào)的接收功率為

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法，其特征在于：在所述步驟2中，若信號(hào)質(zhì)量q(t)低于門限qth1，則發(fā)起基站切換流程，切換過程首先對(duì)所測(cè)量到的基站進(jìn)行篩選；篩選標(biāo)準(zhǔn)為選擇rsrp高于關(guān)聯(lián)基站gt中基站的最低rsrp的一定百分比η，或高于特定閾值rth1的基站；篩選后得到候選基站組，其rsrp組成的測(cè)量報(bào)告為mrη，對(duì)應(yīng)基站集合為sη；即

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法，其特征在于：在所述步驟2中，若信號(hào)質(zhì)量q(t)低于門限qth2，則判斷此時(shí)無人機(jī)關(guān)聯(lián)基站數(shù)量||gt||是否小于最大關(guān)聯(lián)數(shù)量nmax；若小于，則為無人機(jī)添加關(guān)聯(lián)基站，具體為

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法，其特征在于：在所述步驟2中，若q(t)≥qth1，則進(jìn)行以下判斷，首先判斷信號(hào)質(zhì)量是否高于或等于門限qth3；若高于或等于，則判斷關(guān)聯(lián)基站數(shù)量是否大于最低關(guān)聯(lián)數(shù)量nmin；若大于，則根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)，選擇關(guān)聯(lián)基站中的某個(gè)基站進(jìn)行資源釋放；

9.一種多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形系統(tǒng)，其特征在于，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序配置為由所述處理器調(diào)用時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1－8中任一項(xiàng)所述多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序配置為由處理器調(diào)用時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1－8中任一項(xiàng)所述多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種多天線無人機(jī)基站關(guān)聯(lián)與波束成形方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，包括步驟1：通過無人機(jī)定位信息、地面基站信息，結(jié)合無人機(jī)測(cè)量報(bào)告以及波束成形信息，計(jì)算得出無人機(jī)的下行通信的信號(hào)質(zhì)量；步驟2：根據(jù)信號(hào)質(zhì)量所處于的不同區(qū)間，分別對(duì)無人機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)基站的添加、更新以及釋放操作。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠使關(guān)聯(lián)基站在無人機(jī)處的整體增益得到提升，從而實(shí)現(xiàn)更高的下行鏈路信干噪比，在無人機(jī)超視距控制場(chǎng)景采用有限塊長(zhǎng)傳輸機(jī)制的背景下，能夠提高通信的可靠性并降低時(shí)延。同時(shí)，根據(jù)通信需求動(dòng)態(tài)調(diào)整關(guān)聯(lián)的基站數(shù)量也能夠起到節(jié)省基站資源的作用。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭福春,蘇俊鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）（哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳科技創(chuàng)新研究院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23