27、无人机通信网络测试与应用分析

无人机通信网络测试与应用分析

1. 4G 连接无人机测量

无人机在需要传输控制命令和应用数据的众多应用场景中越来越受欢迎。虽然一些无人机平台采用专有通信技术，但通过蜂窝技术连接无人机具有超视距连接、现有基础设施可用和可靠性高等优势。以下是一些 4G 连接无人机的测量活动分析：

1.1 无人机挂载接入点覆盖性能

Donevski 等人通过实验分析了使用附近长期演进（LTE）基础设施作为回传的无人机挂载接入点的覆盖性能。具体操作是将 LTE 调制解调器和 Wi-Fi 802.11ac 接入点安装在 twinFOLD SCIENCE 无人机上，测量不同高度的接收信号强度（RSS）。经过多次试验，发现 30 米高度是理想高度，此时小区间干扰和切换最少。此外，实验还记录了地面用户直接连接 LTE 网络和通过 Wi-Fi 接入点连接时的延迟，发现通过无人机挂载接入点连接 LTE 网络有 0.95 的概率实现低抖动和低延迟，并将覆盖范围扩大 6.4%。

1.2 4G 系统中空中和地面用户的性能分析

研究发现，随着无人机高度从 20 米增加到 60 米，RSS 从 -66 dBm 降至 -78 dBm，但在 60 米至 120 米高度，RSS 值略有改善，可能是由于旁瓣辐射水平增加。同时，空中用户的吞吐量会随着地面用户的共存而降低，特别是在 40 米至 60 米高度。不过，如果信号强度不低于接收器灵敏度阈值，对小数据包的延迟值影响不大。

1.3 两层网络中无人机连接性能

在包含大规模多输入多输出（MIMO）宏小区和回传小小区的两层网络中，小小区连接优先级高于宏小区。使用 DJI Matrice M300