5G的愿景中,網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的覆蓋面積需要有質(zhì)的提升。眾所周知,信號(hào)的覆蓋面積以及通信質(zhì)量決定于該地區(qū)通信基站的數(shù)量,這就是為什么4G理論上的速率要比3G快10倍,但在一些地區(qū),4G信號(hào)就是沒有2G好,其實(shí)最重要的原因是4G新增基站的數(shù)量不足。
為了盡快迎來(lái)5G時(shí)代,基礎(chǔ)電信企業(yè)加快了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和布局。截至2017年底,全國(guó)共新建基站600多萬(wàn)個(gè),并且這個(gè)數(shù)字還在不斷攀升。筆者本文就談?wù)勍ㄐ呕镜淖饔?,以?a href="http://www.hldxsj.cn/sell/list-74.html" title="系留" target="_blank">系留無(wú)人機(jī)作為高空基站在通信行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。
基站即公用移動(dòng)通信基站,是無(wú)線電臺(tái)站的一種形式,是指在一定的無(wú)線電覆蓋區(qū)中,通過(guò)移動(dòng)通信交換中心,與移動(dòng)電話終端之間進(jìn)行信息傳遞的無(wú)線電收發(fā)信電臺(tái)。移動(dòng)通信基站的建設(shè)是我國(guó)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商投資的重要部分,移動(dòng)通信基站的建設(shè)一般都是圍繞覆蓋面、通話質(zhì)量、投資效益、建設(shè)難易、維護(hù)方便等要素進(jìn)行。
說(shuō)到底,基站是為了到哪里都能夠有信號(hào),能夠撥打出電話、能夠提供上網(wǎng)的前提和無(wú)線大數(shù)據(jù)傳輸。如遇泥石流、地震、山洪等自然災(zāi)害會(huì)對(duì)光纜傳輸線路產(chǎn)生一定的影響,進(jìn)而導(dǎo)致移動(dòng)通信基站停電或者停止工作,造成通信信號(hào)中斷。
運(yùn)營(yíng)商在派出應(yīng)急車時(shí),程序非常繁瑣。應(yīng)急車啟動(dòng)是有明確的啟動(dòng)條件和預(yù)案的,且并非24小時(shí)待命的,應(yīng)急車承載能力不同成本也不同,而對(duì)于非天災(zāi)的緊急活動(dòng),要經(jīng)過(guò)事先的策劃,估算網(wǎng)絡(luò)承載、規(guī)模、活動(dòng)時(shí)間、車輛擺放位置等等,同時(shí)再加上內(nèi)部管理流程一系列繁瑣程序,即使通過(guò),能夠快速,也并非易事。而且受限于地形因素,即使派出了應(yīng)急車效果也不是很理想。所以行業(yè)中急需要一套更加成熟的解決方案。
目前,市面上可以常態(tài)化飛行和懸停高度在300米左右可搭載通信基站的系留無(wú)人機(jī)寥寥無(wú)幾。要實(shí)現(xiàn)搭載基站用作應(yīng)急通信的系留平臺(tái)懸停300米,難點(diǎn)在哪?
升空高度的提升,視距擴(kuò)大。
我們知道通訊通視距離公式:D=4.12*(sqrt(H1)+sqrt(H2)),其中D是通視距離(km),H1是飛機(jī)高度(m)即基站的高度,H2是通訊終端高度。可見,要想通訊距離遠(yuǎn),就得把我基站升得更高。目前大多數(shù)應(yīng)用是把基站放在車載的桅桿頂上。
下面是通視距離與升空高度的關(guān)系
300米----------80KM
200米----------67.5KM
100米-----------50KM
50米------------38.35KM
30米------------31.78KM
25米------------29.81KM
20米------------27.64KM
15米------------25.17KM
隨著民用無(wú)線電領(lǐng)域的發(fā)展,諸如衛(wèi)星通信、無(wú)線遙控、Wi-Fi、RFID等無(wú)線電技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展,這使我國(guó)低空電磁環(huán)境日益復(fù)雜。不同的無(wú)線電設(shè)備之間或多或少存在互相的干擾,在這種環(huán)境下,應(yīng)急通訊設(shè)備的通訊距離受到了很大的影響。低空電磁環(huán)境底噪較高,電磁干擾對(duì)基站性能就越大影響。300米高空的電磁環(huán)境底噪明顯降低,基站的通訊距離也可由較大的提升。
在應(yīng)急通訊領(lǐng)域,城市的樓宇或丘陵等地形會(huì)對(duì)通訊信號(hào)有明顯的遮擋,造成通訊中斷。我國(guó)城市樓宇的高度基本在100米以下;平原或丘陵地帶,地形的相對(duì)高度均小于200米。所以300米系留無(wú)人機(jī)可以將樓宇或地形的遮擋對(duì)通訊的影響降到最低。
既然系留300米的平臺(tái)有如此重要的意義?為何市場(chǎng)上少見?
主要是因?yàn)?00米升空高度對(duì)系留無(wú)人機(jī)的技術(shù)提出了更大的挑戰(zhàn)。
1)目前系留無(wú)人機(jī)的系留纜繩重量要控制在在每百米2公斤左右,300米系留纜繩的重量要在不到5公斤,這對(duì)系留無(wú)人機(jī)的起飛重量提出了很高的要求。
2)系留無(wú)人機(jī)依靠地面供電,地面高壓直流電通過(guò)系留電纜輸送到機(jī)載端,系留纜繩越長(zhǎng),電纜上的功耗越大,線纜兩端的壓降也越大。所以300米的系留無(wú)人機(jī)的供電系統(tǒng)技術(shù)難度較大。
3)300米高空的氣流環(huán)境更加的復(fù)雜,需要無(wú)人機(jī)由更強(qiáng)的抗風(fēng)能力。同時(shí)系留纜繩對(duì)無(wú)人機(jī)也產(chǎn)生了很大的干擾,對(duì)無(wú)人機(jī)平臺(tái)的穩(wěn)定性也提出了更高的要求。
據(jù)行業(yè)權(quán)威人士報(bào)道真正能做到實(shí)現(xiàn)300米高空常態(tài)飛行的系留無(wú)人機(jī)是(北京)一家叫卓翼智能的科技公司,不僅實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破也彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的一項(xiàng)技術(shù)空白,技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
1)卓翼智能系留無(wú)人機(jī)國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)300米高空系留飛行的廠家;
2)該技術(shù)采用1000V以上超高壓供電技術(shù),同等功率條件下,可采用更細(xì)的綜合系留線纜,有效降低了線纜的重量。
3)采用1000V以上超高壓供電技術(shù),同等功率條件下,系留線纜通過(guò)的電流有效降低最佳,線纜上的功耗及線纜壓降也大大降低。提升了系留線纜的重量。
4)突破了1000V超高壓機(jī)載電源變壓技術(shù),卓翼公司的機(jī)載電源模組具有效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)。
5)動(dòng)力系統(tǒng)采用更高效螺旋槳和盤式無(wú)刷直流電機(jī),有效的體積下可承載更大的起飛重量。
6)采用卓翼智能公司自己具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的飛控平臺(tái),針對(duì)300米高空的抗風(fēng)性和系留纜繩的干擾,進(jìn)一步優(yōu)化的控制算法,無(wú)人機(jī)平臺(tái)的捆綁性和抗干擾性進(jìn)一步增強(qiáng)。
7)針對(duì)應(yīng)急通訊領(lǐng)域的需求,優(yōu)化了飛機(jī)平臺(tái)和機(jī)載電源模組的電磁兼容特性,減少了飛機(jī)航電設(shè)備對(duì)基站等通訊載荷設(shè)備的電磁干擾,可適應(yīng)30M~2.4G多個(gè)頻段的通訊設(shè)備。
據(jù)行業(yè)資料顯示作為工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)的領(lǐng)軍企業(yè),該公司(北京卓翼智能)在過(guò)去的2017年不僅僅在移動(dòng)、電信和國(guó)防軍工取得了驕人業(yè)績(jī),同時(shí)在救災(zāi)搶險(xiǎn)、邊界巡視、基地安全、景區(qū)監(jiān)測(cè)、地質(zhì)勘測(cè)、野外作業(yè)、森林防火、應(yīng)急通信、公安反恐、交通監(jiān)管、新聞直播、工程監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、影視拍攝、科學(xué)研究等多個(gè)廣闊領(lǐng)域獲得了一致好評(píng),與這家公司合作的是華為和移動(dòng)兩個(gè)大佬。據(jù)說(shuō)已經(jīng)獲得上千萬(wàn)的資本融資。
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