5G时代无线电监测站无人机云平台技术研究

◆宁悦 吴啸晨

5G时代无线电监测站无人机云平台技术研究

◆宁悦 吴啸晨

（中国电子科技集团公司第二十八研究所 江苏 21000）

自无人机云平台技术诞生后，无人机应用情况越发广泛，为了促使现代无线电环境足够规范，我国对于无线电监测站实际需求有所上涨，尤其是在我国正式宣布5G时代的到来后，空中无线电的实际情况开始越发混乱，我国无线电监测站也开始迎来全新转折点。这时如果无人机云平台技术在无线电监测站之中得到落实，便可促使我国在5G时代下的空中无线电实况得到有效控制。基于此，本文首先介绍了5G技术概念、特点以及核心工艺，其次提出无人机发展现况与相关问题，再次提出5G时代无线电监测站无人机云平台的设计方案，最后表明5G时代无线电监测站无人机云平台之中的核心技术，仅供参考。

5G时代；无线电监测站；无人机云平台技术

在近几年经济持续发展下，我国4G通信技术已经十分完善，5G通信技术也开始进入社会大众视线内，云平台、人工智能以及大数据等产业发展必然会更加顺利，现代社会已经正式迎来信息改革，并升级为将5G技术作为核心的智能时代。由于5G技术具备诸多优势，将其落实到无线电监测无人机云平台设计之中，一定可以促使我国空中无线电监管能力得到大幅加强，促使无线电监测站发展前景更加客观。因此，以下也将5G技术作为关键，进一步探析如何在无线电监测站无人机云平台设计之中落实5G技术。

1 5G技术概念、特点及核心工艺

1.1 基本概念

所谓5G技术是指现代社会中的最新通信技术，英文为5th-Generation，属于2G技术、3G技术以及4G技术的升级。在5G时代之中，所有运营商将服务范围划分为各个小区域，这些小区域就可以称为蜂窝，图像、声音等信号在移动终端中变成数字化形式，通过转换器进行传输。在蜂窝之中所有具备5G技术的移动设备，都可以利用电波、天线、发射与接收装置实现通信，当手机用户从一个地区转移到其他地区后，便可将用户移动终端转变为此地区蜂窝之中。于2019年10月末，我国三大运营商同时宣布5G套餐，并在2019年11月初允许5G套餐正式使用[1]。

1.2 技术特点

在信息历史之中5G技术是第七次革新，前几次革新无一不为社会大众提供诸多便利，此次5G时代来临也不例外，甚至可以说此次5G通信技术自身特点完全比以往通信技术更加有质量。第一，用户流量与谅解的视角密度得到全面加强；第二，网络频谱实际效率与LTE相互对比至少提高十倍左右；第三，网络整体容量可得到提高，足以让上千亿台设施同时连接，可以满足物联网对于通信的实际需求；第四，接口延时实践控制为1毫秒左右，可以为汽车领域和医疗领域实现汽车自动驾驶与远程治疗；第五，除了为手机用户提供通信服务以外，还可以为家庭网络与办公网络提供通信服务。

1.3 核心工艺

在5G通信技术中存有很多核心工艺，这些工艺便是构成5G时代的关键。其一为超密集异构工艺。未来在一个网线网络之中节点数量至少是现在的十倍，无线网络站点之间距离约为十米之内，平均在1平方千米之中可以同时为两万名用户提供通信服务，这就需要5G技术可以对无线网节点展开实时监督与控制，而超密集异构工艺便可精准感知所有节点，促使所有节点在5G时代下得到有效监控。其二为自组织工艺。在4G网络之中对于网络展开部署与维护时都需要通过人工进行，这样不仅会增加网络运行所需成本，还会导致诸多人力资源被浪费，在优化效率上也不够有效。而5G时代因具备多种接入工艺，所以在接点覆盖上肯定会有所不同，这时自组织工艺便成为其中较为关键的工艺之一，因为自组织工艺可以针对网络展开动态规划，还能满足网络系统的多种需求[2]。

2 无人机发展现况与相关问题

2.1 发展现况

近几年在无人机技术持续完善下，无论是飞行距离还是操作方式都得到一定升级，社会各界也在此趋势下利用无人机技术开展一系列工作，从2019年起我国就已经存有很多无人机运营商得到相应资格，如：沃天宇、U-Cloud以及大翼云等。曾有相关人士预测无人机技术发展至2021年无人机销售金额就会高达上百万美金，销售量可达约三千万台，直到目前为止我国仅无人机生产制造厂家就已经高达近千家，由此可知，无人机近几年发展情况会一帆风顺。

2.2 相关问题

在无人机发展趋势下，对于无线电监测站来说就是一种压力，我国在无人机监督与管理方面开始出现各种问题。

近几年我国也开始在无线电监测站之中使用无人机，如：空中无线电监测定位系统、无人机使用监测平台、无人机电波监测与阻拦系统等等。但这些系统在各个无线电监测站之中依然属于使用初期，在操作、工艺等多方面过于落后，所有无线电监测站之中无法在业务与系统方面实现共享，在大量信息数据无法通过有效方式共享给其他无线电监测站时，就会导致每一个无线电监测站都处于一种信息孤岛状态，无法切实达到5G时代对于空中无线电监督管理的实际需求。

自无人机开始在社会与市场之中售卖后，立即吸引大部分民众的注意力与兴趣，当这些民众购买无人机进行操作时，由于这些无人机并没有飞行资格，这就相当于在非法飞行，容易对军队、航空等诸多领域造成影响与干扰，于是导致我国对于无人机监督管理需求越发急迫。例如：在2017年我国成都某机场就接连遭遇三次非法飞行无人机的影响，此次事故导致数十个航班被迫降落，甚至将已经完成起飞操作的四架飞机被迫返航，至少有上万名民众行程被延误停留在机场。由此可知，这种非法飞行事件影响异常恶劣，会耽误机场与民众个人收益备受影响，稍有不慎就容易引发大型伤亡事故，这种情况绝不可因为一架无人机非法飞行所引起。

在无线电监测站之中，需要根据无线电监测规模与自我分析并识别无线电信号的固定站点，以及可移动监测车与设备才能使无线电监测得以开展。在对无线电信号干扰源进行查找时，需要按照无线电监测站中专业人士所掌握的工作经验与专业知识进行，但在无人机销售数量大幅上涨同时，在无线电监测站中工作的专业人士，就需要在工作实践内承受较大压力与工作量，长期如此无线电监测站中员工数量就会减少，无线电监测效率也开始有所下降[3]。

3 5G时代无线电监测站无人机云平台的设计方案

3.1 方案概念

所谓5G时代无线电监测站无人机云平台系统，主要是将5F、无人机、云平台、智能化、大数据、信息处理、传感、遥控等多种技术集于一身的先进平台，可以增加无线电监测站对于空中无线电光控能力，根本上实现人力资源解放的目的，帮助各地区无线电监测站转变信息孤岛局面，并将所有无线电监测站系统结合到一起，从而构成一种更加庞大、完善的无线电监测平台[4]。

3.2 构成部分

在5G时代无线电监测站无人机云平台之中，主要由频谱管理、无线电监管、云数据以及所有无线电监测站数据点构成，各方会通过交换装置与代理服务器构建云平台。其中无线电监管主要是由网络监测系统、移动控制系统、卫星系统、无人机监测系统以及管理系统构成，其中所有系统数据都可以在5G技术基础上共享数据。频谱管理是由无线电的频率管理、频谱管理以及监督管理等系统构成，可以帮助无线电监测站无人机云平台对频谱展开规划和管理，还可以监督无线电掌管用户是否根据操作标准使用无人机，并针对非法建设无线电的相关用户展开全面检查，检查内容有无线电频率、数量、设施型号等。云数据主要是由云平台数据库、智能监控站、电源以及网络平台构成，这样便可以将各地区无线电监测站所有数据集合到一起，针对内部网络展开同意控制与管理，这样便可使无线电监测站对于信息数据的储存空间进行监测，促使信息数据更加安全、规范，当无线电监测站需要其中数据时，可以自行到云数据中心之中进行搜索，还可以储存图片与信号，这样会更加利于无线电监测站工作。

4 5G时代无线电监测站无人机云平台中核心技术

4.1 5G技术

因5G技术可以在根本上实现高清视频实时传输与接受，可以在飞机、高铁等快速移动物体中实现正常通信，而且在5G技术中的Massive MIMO（大规模天线技术）具备一定空间掌控能力，可以在立体情况下实现信号的覆盖，这与无人机三维特性相互吻合，能够帮助无线电监测站准确锁定无人机在空中飞行的具体节点。网络分片技术具备一定硬编性能，可以促使无人机在各种业务之中的实际需求都得到满足，从而实现网络优化、减少成本、增加效率等作用。智能计算技术能够帮助无线电监测站解决远程通信延迟情况，帮助无线电监测站构成智能网络，从而促使现代智能化技术对于数据连接需求得到满足，并以此丰富无人机在5G时代应用情况。

4.2 无人机技术

具有空中机器人之父美称的Vijay Kumar曾提出过5S理论，其表示未来空中机器人一定会朝向安全、快速、精准以及智能等方向展开进一步完善。在现代越发复杂的环境之中，无人机会因硬件、软件以及燃料等因素造成限制，无法在无线电监测站之中执行大规模与多维度的覆盖。在无线电监测站之中风险一旦过高，无人机就会因为自身性能不足或遭受攻击无法继续飞行，最终任务就会彻底失败。因此，在5G时代无线电监测站之中，所有无人机需要按照群体形式执行任务，简单来讲就是通过多台型号完全相同或是各不相同的无人机构成机组，这样所有无人机在群体之中就可以相互配合，促使其在无线电监测站之中执行效率有所上涨[5]。

4.3 监测技术

在以上分析之中可以了解到非法飞行事件在现代社会与各个领域之中影响较大，为了促使5G时代无线电监测站能够对这种情况展开实时监督与管理，便可通过无人机云平台对其展开切实处理。当无线电监测站无人机云平台在同一时间内发现多台非法飞行的无人机，便可立即通过雷达、电波、声波以及光电等多方面对其展开实时监测，并在第一时间完成情况了解、方位判断、准确定位以及追踪目标等功能，并立即对反制无人机提供定位，促使其针对非法飞行行为给予立即整治。

5 结语

综上所述，目前无人机云平台在环境监测、物流运输、勘查资源、地形测量等诸多领域之中十分重要，但在这种飞速发展中必会形成诸多问题，如果不立即对这些问题展开处理，就会对无人机云平台继续完善与空中无线电环境造成限制与影响。为了促使我国空中秩序得到维护与管理，以上提出将5G时代下核心技术作为基础，构建无线电监测站无人机云平台，这样既可以在非法飞行管理、空中干扰源排查等领域之中起到一定效用，还可以为我国无线电监测站提供全新发展方向。

[1]韩将星. 5G时代无线电监测站无人机云平台建设方案研究[J]. 通信技术，2020，53（02）：345-352.

[2]刘俊，毕丹宏，胡宗贤. 中小微企业云服务平台建设方案研究[J]. 通信与信息技术，2019（4）：26-27.

[3]胡波，路红娟，李冰. 基于云平台的综合监控系统建设方案[J]. 城市轨道交通研究，2018（7）：158-160.

[4]胡蔚星，梁斌，杨帆. 江西广电网络云平台建设方案与运营实践[J]. 有线电视技术，2019（6）：23-25.

[5]韩将星. 5G时代中国无线电云智能化监测网系统研究[J].中国无线电，2019（07）：42-48.