01、無人機輔助蜂窩網絡通信

隨著全球蜂窩網絡覆蓋需求的增加，無人機結合蜂窩網絡能夠以低成本、高移動性的方式支持無人機通信，同時也為建立新的專用地面網絡提供了可能性。在城市中流量熱點密集的地區，傳統蜂窩基站的覆蓋范圍不能滿足需求時，無人機可依據其高靈活性與部署方便的特點快速對熱點區域進行覆蓋和業務分流，具有廣闊的應用場景。

宏基站（Macro Base Station，MBS）用于提供地面區域的基本覆蓋，無人機作為空中基站（Aerial Base Station，ABS），當熱點區域存在多樣或大量的服務需求時，幫助地面宏基站提供高速率的數據覆蓋。對于因UE導致的流量密集以及過載的區域，使用無人機蜂窩基站來緩解下行流量擁塞。對于有無人機蜂窩基站和宏基站重疊覆蓋的區域，該區域用戶可以基于用戶優先級、信號強度信息或者與基站的距離信息選擇宏基站服務或無人機機載基站部署的服務。對于ABS的部署，可以基于地面用戶的時空間分布特性確定無人機的部署位置。

02、無人機基站

與地面基站相比，無人機基站（ABS）對環境變化的適應能力更強，因此也可以將無人機部署在沒有基礎設施覆蓋的區域提供緊急通信連接。在地震、海嘯、山洪等自然災害發生的時候，地面基站常常會被毀壞，災害地區的通信基礎設施損壞不能提供通信服務，這使得救援行動的開展受到較大的阻礙。

無人機基站不受災害地區基礎通信設施的限制，可以以主從無人機方式快速為災害地區提供大范圍的可靠通信，其中主無人機是固定的空中基站可以為應急通信控制中心提供可靠通信覆蓋，從無人機則是以主無人機為中心用圓形軌跡飛行的空中基站，為邊緣用戶提供通信覆蓋。無人機可以分為固定翼和旋轉翼無人機，固定翼無人機能夠保持在空中的持續飛行，旋轉翼無人機可以在空中懸停。因此，主無人機選擇轉翼無人機，懸停于災區中心位置，從無人機選擇固定翼無人機，以主無人機為中心，勻速飛行在災區邊緣，為邊緣用戶提供服務。

03、無人機中繼

在長距離通信數據傳輸的場景下，由于無人機機載能力不足，載荷有限不易攜帶高射頻天線，因此，需要多個無人機協作才能夠較好的進行長距離的通信數據傳輸。無人機中繼通信中，任務無人機和中繼無人機之間的信道以及中繼無人機和地面控制終端間的信道存在差異。無人機之前的數據鏈路分為上行鏈路和下行鏈路。上行鏈路為遙控鏈路，即將地面控制終端的指令信息發送給無人機;下行鏈路為遙測鏈路，即將無人機上的遙測信息傳遞給地面控制站。例如，在受災區的無人機基站距離地面控制站距離較遠，無法實現數據的可靠傳輸，此時可將無人機作為中繼轉接設備，設置于地面控制站和無人機基站之間，將災區的數據信息中繼轉發到地面控制站，實現長距離通信數據的傳輸。無人機作為移動中繼可以根據任務部署，成本效益高，移動性好，并且比起傳統的固定中繼具有靈活的 3D 位置，飛行軌跡等更多的可優化維度，可以提高通信性能。

無人機中繼通信模型

04、無人機終端

無人機可以作為新的空中用戶，從空中接入蜂窩網絡進行通信，這種方式下無人機作為通信終端。由于蜂窩網絡在全球范圍內的可訪問性，使得地面飛行員能夠遠程指揮和控制無人機，其操作范圍寬廣，這為無人機在未來的應用開辟了新的領域。

在網絡規劃設計中，基站部署的選址規劃人員需到現場收集基站規劃數據，耗費人力及時間較多，同時還可能受各種客觀因素影響而不能全面收集到基站數據，對于部分難點，站點天線掛高和方向角等數據沒法根據實際情況確定 （ 受客觀環境因素影響 ）。通過無人機進行數據采集，解除了地域環境的限制，避免了人員登高登塔作業的危險性和失誤率，全面提升了工作效率。

05、問題與挑戰

無人機在移動通信中有著廣泛的應用和諸多優點，但是還存在能耗的問題需要改進。無人機由于其體積小、載重量和能量存儲有一定的限制，不能進行長時間的遠程工作，因此，對于能源補給和低功耗的研究仍是主要問題。

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