一种无人机通信系统的信号发送装置的制造方法
【专利说明】
[技术领域]
[0001]本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种可以对抗多径干扰，保证无人机可以正确接收控制指令的无人机通信系统的信号发送装置。
[【背景技术】]
[0002]在移动通信系统中，无论是运营商部署的蜂窝通信网，还是企业部署的集群通信网，当终端随位置移动偏离基站，使得接收的信号质量恶化、甚至出现掉话现象，基站通过增加发射功率来提高终端的接收信号强度，并不会主动根据反终端反馈的信号质量强弱改变信号的发送方法，以保证终端能正确接收到基站发送的信号。近两年来，无人机技术得到了迅猛发展，在无人机通信系统中，天空端的无人机根据地面端的控制台发送的控制指令执行相应的操作，当地面端的控制台操控失误或操控幅度过大，将使得无人机偏移操控者预想的飞行路线，当无人机与控制台超过一定距离时，视频传输质量会明显下降、甚至无法显示，甚至导致通信中断，在极限的情况下，无人机可能会飞到障碍物(如建筑物或树木)后方，操控者因为障碍物阻挡而无法看见和控制无人机，无人机容易出现碰撞或者坠毁，不仅会导致无人机毁坏，而且还容易引发安全事故。
[0003]无人机系统的典型需求是实现图片摄影和视频摄像的回传，为了实现高速数据传输与交换，通常都采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Divis1n Multiplexing，OFDM)技术，主流方案是基于IEEE标准组织制定的WiFi技术实现。OFDM技术可以很好地解决多径环境中的信道选择性衰落和提高数据的传输速率，但抗信道平坦性衰落(即各载波的幅度服从瑞利分布的衰落)较差，基于OFDM技术的天空端无人机难以对抗多径干扰，而无法正确解调出地面端控制台发出的控制指令。为了更好的采用OFDM技术实现对无人机的控制，本领域的技术人员在控制信号的处理方面进行了大量的研发和技术上的扩展和延伸，也取得了较好的成绩。
[【实用新型内容】]
[0004]为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种可以对抗多径干扰，保证无人机可以正确接收控制指令的无人机通信系统的信号发送装置。
[0005]本实用新型解决技术问题的方案是提供一种无人机通信系统的信号发送装置，包括信道估计器、用于提高扩频因子和设定扩频码字的调度控制单元、用于提供扩频信号的扩频处理单元和OFDM调制器，调度控制单元接收来自信道估计器的信道质量信息后进行信号比对，发送信号给扩频处理单元，扩频处理单元进行扩频参数的调整以及对输入的调制信号进行扩频，OFDM调制器包括串并变换单元、载波映射单元、IFFT单元和并串变换单元，信号经过扩频处理单元的扩频处理后由OFDM调制器进行调制处理，再将调制处理后的信号发送给后端处理单元。
[0006]优选地，所述信道质量信息至少包括SNR、CQ1、BLE或BLER参数中的一种。
[0007]优选地，所述调度控制单元中设置有信号门限，通过对比信号门限和来自信道估计器的信道质量信息进行扩频因子和设定扩频码字的调整。
[0008]与现有技术相比，本实用新型一种无人机通信系统的信号发送装置通过设置信道估计器、调度控制单元、扩频处理单元和OFDM调制器，当无人机遇到障碍等其他方面的问题造成接收信号的衰弱时，信道估计器会发送信号给调度控制单元，调度控制单元传输扩频因子和扩频码字给扩频处理单元，扩频处理单元产生对应的扩频序列，并对输入的调制符号进行扩频处理得到扩频信号，OFDM调制器对输入的扩频信号进行正交频分调制处理得到OFDM符号，送给后端处理单元进行处理，此信号处理方式通过主动对信号先扩频编码、再进行OFDM处理，可以达到高效率对抗多径干扰，使得无人机正确解调地面端控制台发出的控制指令的目的，从而避免无人机与控制台超过一定距离或遇到障碍物等特殊情况而造成的坠机等问题。
[【附图说明】]
[0009]图1是本实用新型一种无人机通信系统的信号发送装置的结构示意图。
[0010]图2是本实用新型一种无人机通信系统的信号发送装置中OFDM调制器的结构示意图。
[0011 ]图3是本实用新型一种无人机通信系统的信号发送装置的工作流程示意图。
[0012]图4是本实用新型一种无人机通信系统的信号发送装置所对应的无人机的应用场景示意图。
[【具体实施方式】]
[0013]为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。
[0014]请参阅图1和图2，本实用新型一种无人机通信系统的信号发送装置I包括信道估计器、用于提高扩频因子和设定扩频码字的调度控制单元、用于提供扩频信号的扩频处理单元和OFDM调制器，调度控制单元接收来自信道估计器的信道质量信息后进行信号比对，发送信号给扩频处理单元，扩频处理单元进行扩频参数的调整以及对输入的调制信号进行扩频，OFDM调制器包括串并变换单元、载波映射单元、IFFT(Inverse Fast FourierTransformat1n,反快速傅里叶变换)单元和并串变换单元，信号经过扩频处理单元的扩频处理后由OFDM调制器进行调制处理，当无人机遇到障碍等其他方面的问题造成接收信号的衰弱时，信道估计器会发送信号给调度控制单元，调度控制单元传输扩频因子和扩频码字给扩频处理单元，扩频处理单元产生对应的扩频序列，并对输入的调制符号进行扩频处理得到扩频信号，OFDM调制器对输入的扩频信号进行正交频分调制处理得到OFDM符号，送给后端处理单元进行处理，此信号处理方式通过主动对信号先扩频编码、再进行OFDM处理，可以达到高效率对抗多径干扰，使得无人机正确解调地面端控制台发出的控制指令的目的，从而避免无人机与控制台超过一定距离或遇到障碍物等特殊情况而造成的坠机等问题。
[0015]信道质量信息至少包括信噪比(Signal to Noise Rat1，SNR)、信道质量指示(Channel Quality Indicat1n，CQI)、误块率(Block Error Rate，BLER)和误比特率(BitError Rate，BER)中的一种，扩频因子可以选取2、4、8或16等，扩频码可选择Walsh等正交码。
[0016]请参阅图3，调度控制单元中设置有信号门限，通过对比信号门限和来自信道估计器的信道质量信息进行扩频因子和设定扩频码字的调整，调度控制单元先接收来自信道估计器估计的信道质量信息，当估计的信道质量信息差于预先设定的信号门限，即信道质量恶化后，调度控制单元提高扩频因子和设定扩频码字，用以对抗多径干扰，当估计的信道质量信息大于预先设定的信号门限时，则越过调度控制单元对扩频因子和扩频码字的调整，信号直接到达扩频处理单元，扩频处理单元根据调制符号进行扩频处理得到扩频信号。OFDM调制处理过程包括串并变换、载波映射、IFFT变换和并串变换等过程，串并变换单元将输入的扩频信号由串行变为并行输出，并送给载波映射单元，载波映射单元根据输入的串并变换后的并行数据进行频域载波映射，并送给IFFT单元进行频域到时域的变换，再送给并串变换单元，并串变换单元将IFFT单元输出的并行数据转换成串行数据，最后送给后面的模块进行处理。
[0017]请参阅图4，无人机的应用场景包括地面端的控制台和天空端的无人机两部分，控制台通过地对空信道可向无人机发送控制指令，指令包括操控无人机的运行轨迹、请求无人机通过空对地信道向控制台传回影像数据或状态报告等信息，当控制台与无人机之间的传播路径没有显著的阻挡物或者距离不是特别远时，传输的控制指令可以很好被无人机正确解调，采用OFDM传输技术的无人机系统，当操控不当使得无人机飞到障碍物(典型为建筑物)后面时，控制台与无人机之间传播路径的多径衰落现象非常严重，无人机将难以正确解调控制台发送的控制指令，并处于危险的失控状态。
[0018]与现有技术相比，本实用新型一种无人机通信系统的信号发送装置I通过设置信道估计器、调度控制单元、扩频处理单元和OFDM调制器，当无人机遇到障碍等其他方面的问题造成接收信号的衰弱时，信道估计器会发送信号给调度控制单元，调度控制单元传输扩频因子和扩频码字给扩频处理单元，扩频处理单元产生对应的扩频序列，并对输入的调制符号进行扩频处理得到扩频信号，OFDM调制器对输入的扩频信号进行正交频分调制处理得到OFDM符号，送给后端处理单元进行处理，此信号处理方式通过主动对信号先扩频编码、再进行OFDM处理，可以达到高效率对抗多径干扰，使得无人机正确解调地面端控制台发出的控制指令的目的，从而避免无人机与控制台超过一定距离或遇到障碍物等特殊情况而造成的坠机等问题。
[0019]以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种无人机通信系统的信号发送装置，其特征在于:包括信道估计器、用于提高扩频因子和设定扩频码字的调度控制单元、用于提供扩频信号的扩频处理单元和OFDM调制器，调度控制单元接收来自信道估计器的信道质量信息后进行信号比对，发送信号给扩频处理单元，扩频处理单元进行扩频参数的调整以及对输入的调制信号进行扩频，CFDM调制器包括串并变换单元、载波映射单元、IFFT单元和并串变换单元，信号经过扩频处理单元的扩频处理后由OFDM调制器进行调制处理，再将调制处理后的信号发送给后端处理单元。2.如权利要求1所述的无人机通信系统的信号发送装置，其特征在于:所述信道质量信息至少包括SNR、CQ1、BLE或BLER参数中的一种。3.如权利要求1所述的无人机通信系统的信号发送装置，其特征在于:所述调度控制单元中设置有信号门限，通过对比信号门限和来自信道估计器的信道质量信息进行扩频因子和设定扩频码字的调整。
【专利摘要】本实用新型提供一种无人机通信系统的信号发送装置，包括信道估计器、调度控制单元、扩频处理单元和OFDM调制器，调度控制单元接收来自信道估计器的信道质量信息后进行信号比对，发送信号给扩频处理单元，扩频处理单元进行扩频参数的调整以及对输入的调制信号进行扩频，OFDM调制器包括串并变换单元、载波映射单元、IFFT单元和并串变换单元，信号经过扩频处理单元的扩频处理后由OFDM调制器进行调制处理，此信号处理方式通过主动对信号先扩频编码、再进行OFDM处理，可以达到高效率对抗多径干扰，使得无人机正确解调地面端控制台发出的控制指令的目的，从而避免无人机与控制台超过一定距离或遇到障碍物等特殊情况而造成的坠机等问题。
【IPC分类】H04B1/04, H04L27/26, H04B1/711, H04L25/02
【公开号】CN205377847
【申请号】CN201620149023
【发明人】张伟
【申请人】希诺麦田技术（深圳）有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年2月26日