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基于无人机的应急通信网研究

摘要

伴随着当前社会经济发展水平的不断提升，有关于通信技术方面的研究

成果也有了新的突破。现阶段，通信技术于我们的日常生活息息相关，并且当前

社会上有关于通信技术的研究方向，也出现了改变，导致应急通信方面的研究已

经成为了一个主要的方向。笔者在经过分析之后发现，作为灾害管理、救援过程

当中的一项重要组成部分，应急通信在出现灾害问题之后可大大降低人身财产损

失，所以研究应急通信问题，有助于降低灾害的危害，促进社会稳定。此外，无

人机技术在最近几年当中也得到了飞速的发展，无人机可凭借自身的灵活性取代

传统的应急通信车，为解决应急通信问题提供了一个新的研究思路。

【关键词】无人机应急通信组成部分覆盖面积

一、前言

伴随着移动通信网络的创建，其在短短的几年当中已经取得了巨大的突破，

在这几年当中我们也见证了移动通信网络从1G到5G的发展变迁历程。可以说，

伴随着移动通信技术水平的不断提升，也使我们步入了发达的信息化环境当中，

这种发达的信息化手段也大大提高了我们的工作效率，方便了我们的日常生活，

也导致当今人们对于移动通信技术的依赖度变高。结合现阶段移动通信技术的具

体发展情况来讲，如果某天移动通信技术失效了，也必定会对当下社会的发展带

来严重的影响，甚至可能造成难以挽回的灾害损失。在此发展背景之下，应急通

信便应运而生。

二、应急通信系统的组成

首先，在应急通信系统中，包括应急信息发布系统。尤其是突发事件信息传

播技术又可被进一步细分为以下两种技术类型：第一种技术类型是以基础设施为

基础的广播技术；第二种技术类型则是独立于基础设施的广播技术。第一种技术

依靠电子信号灯、无线移动电话系统和音频公共广播系统等通信基础设施传递信

息，第二种不依靠互联网通信、天气收音机和短波无线电通信等人工设施传递信

息。

在应急通信系统中，根据使用对象的不同，通信设备又可分为个人使用设备

和团体使用设备。公网通信系统的通信装置一般均设有专用通信机，如程控交换

机、长途交换局、卫星地面接收站等；也有公用通信机，如市话网、公用电话网

等等。私密通信设备是用来向单个人提供通信的设备，如电子邮件、短讯、线路

电话和移动电话等。公共通信设备是同时向多个人传递信息的设备或手段，其中

包括社交媒体。

假设一个应急通信场景，在单个无人机的应急通信场景中，由于受灾区域的

面积不规则或者过于庞大，单个无人机空中基站的覆盖就不一定能够将整个区域

进行完全覆盖，那么我们就需要派出一些小功率的空中无人机基站去查漏补缺；

或者派出几个无人机空中基站去共同覆盖该应急区域。如蓝色区域为主要无人机

基站的覆盖区域，黄色区域是数个小功率的空中无人机基站覆盖区域，它们连接

起来形成一个组网，就几乎达到了覆盖整个应急通信区域的条件。

三、多无人机与地面基站共同覆盖

在现实的应急通信场景中，尽管破坏可能很严重，但基础设施的某些部分可

能仍然有效。在应急救灾中，需要充分利用现有资源。因此，应急通信建设要充

分考虑仍在运行的地面基站，在地面基站中增加无人机，形成应急通信网，确保

受害者与救灾人员的通信。地面用户和地面基站的分布遵循泊松点过程，在该过

程中，密度分别为和，灾害发生后，部分地面基站发生故障，部署了更多的无

人机，与仍在工作的无人机一起组成应急通信网。考虑到地面站基本上是通过有

线媒介互相连接的。假设地面和空中基站工作在相同的传输带宽上，地面基站的

天线高度和空中基站的悬浮高度分别是Hg和Ha。

总结

随着移动通信技术的飞速发展，国内外的学者已经投入了对6G通信的研究，

而无人机辅助6G网络的优势也是显而易见。6G网络是对5G网络的进一步升级和

扩展，将克服5G通信网络在通信速率、时延、容量、频谱效率等方面的不足，

进一步提高通信系统性能的性能。在网络接入方面，6G融合了传统蜂窝网络的所

有功能，将形成一个更加开放的网络架构，将蜂窝网络、卫星通信、无人机通信

等多种接入网络融合在一起。在覆盖范围方面，6G将贯穿地域、空域和海域，建

设海地天空综合网络，提供全球无缝覆盖，并满足希望随时随地连接的通信用户

的通信需求。在网络性能方面，6G将在传输速率、连接密度、时延、可靠性、覆

盖率、频谱效率等方面显着提升，满足垂直行业的多样化业务需求。6G网络对超

高数据速率、超低延迟、超高可靠性和无缝连接的严格要求，将导致业务的复杂

化、业务的多样化和个性化体验，网络运维成本将