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摘要：近年来，无人机技术步入了快速发展阶段，随着需求领域和消费市场的不断扩大，无人机系统种类更繁多，用途更广范。在大多数应用场景下，其灵活高效的优点逐渐显露，受到各行各业的关注与青睐。
关键词：无人机；无线通信领域
1导言
无人机是指无人驾驶的小型飞机，它具有体积小、成本低、使用便捷、生存能力强等特征。近些年随着我国信息技术的不断发展，无人机又获得了更大限度的发展，无论是性能还是功能都得到了更好的突破。
2工作原理分析
在无人机上安装用于监管的监控模块，配合地面站上的监控软件，能够有效地改善目前无人机无序放飞的现状。要实现对无人机的监控，就需要搭建无人机系统与地面站系统之间的通信链路，使无人机的飞行数据能够实时地传输至地面站。目前，常见的小型多旋翼无人机与地面站之间一般使用数传电台的方式传输数据。这种方式的最大传输距离通常在1km以内，传输距离较短，严重地限制了监控系统的作用范围。为了扩大监控范围，增强监控系统的普遍适用性，在此所设计的监控系统以GSM/GPRS无线通信网络作为通信链路，也就是说在无线通信信号覆盖的区域都能够实现无人机监控。
3无人机发展趋势
在未来很长一段时间内，无人机技术将继续快速发展，在发动机技术、机体结构设计技术、机体材料技术、飞行控制技术、无线通信遥控技术及无线图像回传技术等方面取得的突破将推进其在各领域的应用普及，为需求行业带来便利。无人机技术的发展主要有以下趋势：
3.1小型化
未来无人机多应用于搜索、勘查、监视、营救等场景，如果无人机体积过大，不利于适应各种环境。面对未知的环境，小型无人机应具备更强的自主性。无人机的小型化（如直径缩小到厘米级，重量为几十克）会使其荷载受到极大限制，用途也将受限。因此，虽然小型化是今后发展的必然，但在此基础上也会出现明显分化，以适应不同场景。
3.2安全化
随着无人机的普及，由此引发的伤人事件也在逐渐增多。只有使无人机变得更加安全可靠，才能实现大范围工业应用。由于飞行器的体积和重量逐渐缩小，其惯性也会随之减小，一旦发生撞击，可以迅速自我调整平衡。加上飞行控制模块的更新演进及旋翼的内置化，其安全性将会得到较大的提升。
3.3智能化
避障能力一直是无人机亟需提升的性能之一。在躲避障碍物过程中，无人机应通过传感器、云端控制、摄像頭等技术形成闭环，依靠计算机视觉对环境进行检测，分析周围环境的特征，实现自我规划路径。
3.4速度可控化
无人机在飞行过程中，不仅需要人为判断其速度和位置，还要对其加以控制，避免走入障碍区，这就需要地图识别技术。在螺旋仪和加速仪的配合下，无人机能根据环境特征进行移动。通过地面或机载系统每秒数百次的运算，为无人机计算出最适合的方位和速度，实现速度可控化。
3.5集群化
由于小型化的代价是荷载减小，能完成的任务种类减少，若能实现多个无人机协同工作，即可完成单个无人机无法完成的任务。集群智能领域的关键是共识主动性，是智能体或行为之间的间接协调机制，具有分布式、无中心、自组织的的特点。群组内的无人机无个性特征，其行为遵循三个原则：个体沿着邻居相同的方向移动、个体保持靠近邻居、个体避免与邻居碰撞。因此，无人机集群的组织方式为：个体独立行动，行动是本地和独立的；仅需要本地信息即可行动，即使无法知道全局信息，个体行动也不受影响；行动匿名，独立于身份，不了解个体信息也能完成任务。
4关键技术的应用及发展
4.1数据链技术
无人机在获取战场信息时，需要依靠数据链传输媒介来进行。数据链能实现实时信息传递目的，是目前作战时非常有效的一种辅助作战手段。数据链是在现代信息技术和战术力量两者完美融合的基础上出现的，能更好的实时控制战场，其中标准的消息格式、高效组网协议及保护抗干扰优势，能构建出系统性较强的战术信息系统。将飞机数据链与传统数据链进行对比能发现，无论从传输速率还是处理能力角度来分析，飞机数据链都能促使无人机能力的快速提升。目前的主要情形是，先将无人机获取的数据传回地面上，由地面对接受到的数据进行分析处理。随着近些年技术的日益发展，机载处理能力已经超越了数据链能力，无人机能先将数据进行合理处理，直接将结果反馈给地面进行参考性的处理与决定。想要有效提升目前频谱的实际应用效率，需要借助功率控制、频带选择等技术。并且在利用无人机通信技术的过程中，系统必须要最大限度的减少发送数据量，例如，选择匹配性较高的调制解配器。此外为了有效降低数据量，不妨可以借助高效的压缩技术。而在美军无人机路线图之中，对通信拥堵问题及解决之策进行了描述，认为数据压缩这一方式是解决宽带不足的暂时性策略，并不是从根本上解决，并且认为激光通信技术能提供高于普通射频数据链2至5个数量级，最关键的一点是此技术还没有得到彻底性的突破。此技术与传统射频数据链相比较，能将其宽带、重量及抗干扰方面的优势更加淋漓尽致的体现出来。最关键的是其具有重量轻、功率要求低等优势，和无人机通信的需求完全相符合，虽然目前技术还未达到成熟状态，但相信在将来必然会得到有效应用。
4.2网络技术
网络中心通信技术主要分为两种：第一是移动自组网。其构成主要是通过无线通信能力的移动节点，是具有任意性和临时性的动态自组织型网络系统。移动自组网本身具有的节点能进行快速的移动，既能发挥主机的作用，也可以发挥路由器的作用。当发挥主机作用时，终端要运行面向性较强的应用程序；当发挥路由器作用时，终端需运行各种路由协议，以路由器策略和路由表为核心进行数据分组转发与维护工作。在移动自组网络之中，各节点路由会有多个网段，通常会通过多个网络的转发来实现最终的通信目的。此种网络分布方式，即使当部分通信网络受到破坏时，也能有效维持剩余的通信能力，确保重要的信息得到有效的通信，将其鲁棒性和抗毁性优势发挥了出来。当前美军的全球鹰、捕食者无人机就具有移动自组网络能力，在此网络技术中，需要突破的难点在于路由协议、服务质量及安全问题。第二，自适应天线技术。此技术的出现主要是应对无人机通信技术应用时的抗干扰能力弱问题。自适应天线技术最初的应用领域空间滤波和定位，随着无线通信、无线组网及天线理论的不断发展与深入研究，此技术开始被应用到复杂性较强的移动通信和无线接入领域中。此技术能由于自身原理的优势，会在适应电磁环境的基础上，借助敌我信号幅度及空间等内容，自动调节天线阵各阵元的增益与相位，最大限度降低干扰信号的不良作用，能将之应用于作战的骨干网通信技术中。
5结语
作为一种极具潜力的新兴技术，使用无人机作为无线网络覆盖、中继的空中基站，或者作为基站日常巡检查勘的工具，它在通信行业的应用对于4G、5G时代乃至未来的无线通信时代都具有重要的意义。无人机技术将成为无线通信行业的重要支撑，代替人工对基站、通信线路进行检测保障，将极大程度降低成本，提高维护优化工作的效率，为推动无线技术发展和通信安全保障作出卓越的贡献。
参考文献：
[1]李兴泽.基于无人机的农田信息采集系统研究[D].北方民族大学，2017.
[2]刘航.无人机编队分布式MIMO信道容量的研究[D].西安电子科技大学，2015.
[3]李源.基于短距离无线通信技术的无人机搜索系统研究[D].成都理工大学，2013.
关键词：无人机；无线通信领域
1导言
无人机是指无人驾驶的小型飞机，它具有体积小、成本低、使用便捷、生存能力强等特征。近些年随着我国信息技术的不断发展，无人机又获得了更大限度的发展，无论是性能还是功能都得到了更好的突破。
2工作原理分析
在无人机上安装用于监管的监控模块，配合地面站上的监控软件，能够有效地改善目前无人机无序放飞的现状。要实现对无人机的监控，就需要搭建无人机系统与地面站系统之间的通信链路，使无人机的飞行数据能够实时地传输至地面站。目前，常见的小型多旋翼无人机与地面站之间一般使用数传电台的方式传输数据。这种方式的最大传输距离通常在1km以内，传输距离较短，严重地限制了监控系统的作用范围。为了扩大监控范围，增强监控系统的普遍适用性，在此所设计的监控系统以GSM/GPRS无线通信网络作为通信链路，也就是说在无线通信信号覆盖的区域都能够实现无人机监控。
3无人机发展趋势
在未来很长一段时间内，无人机技术将继续快速发展，在发动机技术、机体结构设计技术、机体材料技术、飞行控制技术、无线通信遥控技术及无线图像回传技术等方面取得的突破将推进其在各领域的应用普及，为需求行业带来便利。无人机技术的发展主要有以下趋势：
3.1小型化
未来无人机多应用于搜索、勘查、监视、营救等场景，如果无人机体积过大，不利于适应各种环境。面对未知的环境，小型无人机应具备更强的自主性。无人机的小型化（如直径缩小到厘米级，重量为几十克）会使其荷载受到极大限制，用途也将受限。因此，虽然小型化是今后发展的必然，但在此基础上也会出现明显分化，以适应不同场景。
3.2安全化
随着无人机的普及，由此引发的伤人事件也在逐渐增多。只有使无人机变得更加安全可靠，才能实现大范围工业应用。由于飞行器的体积和重量逐渐缩小，其惯性也会随之减小，一旦发生撞击，可以迅速自我调整平衡。加上飞行控制模块的更新演进及旋翼的内置化，其安全性将会得到较大的提升。
3.3智能化
避障能力一直是无人机亟需提升的性能之一。在躲避障碍物过程中，无人机应通过传感器、云端控制、摄像頭等技术形成闭环，依靠计算机视觉对环境进行检测，分析周围环境的特征，实现自我规划路径。
3.4速度可控化
无人机在飞行过程中，不仅需要人为判断其速度和位置，还要对其加以控制，避免走入障碍区，这就需要地图识别技术。在螺旋仪和加速仪的配合下，无人机能根据环境特征进行移动。通过地面或机载系统每秒数百次的运算，为无人机计算出最适合的方位和速度，实现速度可控化。
3.5集群化
由于小型化的代价是荷载减小，能完成的任务种类减少，若能实现多个无人机协同工作，即可完成单个无人机无法完成的任务。集群智能领域的关键是共识主动性，是智能体或行为之间的间接协调机制，具有分布式、无中心、自组织的的特点。群组内的无人机无个性特征，其行为遵循三个原则：个体沿着邻居相同的方向移动、个体保持靠近邻居、个体避免与邻居碰撞。因此，无人机集群的组织方式为：个体独立行动，行动是本地和独立的；仅需要本地信息即可行动，即使无法知道全局信息，个体行动也不受影响；行动匿名，独立于身份，不了解个体信息也能完成任务。
4关键技术的应用及发展
4.1数据链技术
无人机在获取战场信息时，需要依靠数据链传输媒介来进行。数据链能实现实时信息传递目的，是目前作战时非常有效的一种辅助作战手段。数据链是在现代信息技术和战术力量两者完美融合的基础上出现的，能更好的实时控制战场，其中标准的消息格式、高效组网协议及保护抗干扰优势，能构建出系统性较强的战术信息系统。将飞机数据链与传统数据链进行对比能发现，无论从传输速率还是处理能力角度来分析，飞机数据链都能促使无人机能力的快速提升。目前的主要情形是，先将无人机获取的数据传回地面上，由地面对接受到的数据进行分析处理。随着近些年技术的日益发展，机载处理能力已经超越了数据链能力，无人机能先将数据进行合理处理，直接将结果反馈给地面进行参考性的处理与决定。想要有效提升目前频谱的实际应用效率，需要借助功率控制、频带选择等技术。并且在利用无人机通信技术的过程中，系统必须要最大限度的减少发送数据量，例如，选择匹配性较高的调制解配器。此外为了有效降低数据量，不妨可以借助高效的压缩技术。而在美军无人机路线图之中，对通信拥堵问题及解决之策进行了描述，认为数据压缩这一方式是解决宽带不足的暂时性策略，并不是从根本上解决，并且认为激光通信技术能提供高于普通射频数据链2至5个数量级，最关键的一点是此技术还没有得到彻底性的突破。此技术与传统射频数据链相比较，能将其宽带、重量及抗干扰方面的优势更加淋漓尽致的体现出来。最关键的是其具有重量轻、功率要求低等优势，和无人机通信的需求完全相符合，虽然目前技术还未达到成熟状态，但相信在将来必然会得到有效应用。
4.2网络技术
网络中心通信技术主要分为两种：第一是移动自组网。其构成主要是通过无线通信能力的移动节点，是具有任意性和临时性的动态自组织型网络系统。移动自组网本身具有的节点能进行快速的移动，既能发挥主机的作用，也可以发挥路由器的作用。当发挥主机作用时，终端要运行面向性较强的应用程序；当发挥路由器作用时，终端需运行各种路由协议，以路由器策略和路由表为核心进行数据分组转发与维护工作。在移动自组网络之中，各节点路由会有多个网段，通常会通过多个网络的转发来实现最终的通信目的。此种网络分布方式，即使当部分通信网络受到破坏时，也能有效维持剩余的通信能力，确保重要的信息得到有效的通信，将其鲁棒性和抗毁性优势发挥了出来。当前美军的全球鹰、捕食者无人机就具有移动自组网络能力，在此网络技术中，需要突破的难点在于路由协议、服务质量及安全问题。第二，自适应天线技术。此技术的出现主要是应对无人机通信技术应用时的抗干扰能力弱问题。自适应天线技术最初的应用领域空间滤波和定位，随着无线通信、无线组网及天线理论的不断发展与深入研究，此技术开始被应用到复杂性较强的移动通信和无线接入领域中。此技术能由于自身原理的优势，会在适应电磁环境的基础上，借助敌我信号幅度及空间等内容，自动调节天线阵各阵元的增益与相位，最大限度降低干扰信号的不良作用，能将之应用于作战的骨干网通信技术中。
5结语
作为一种极具潜力的新兴技术，使用无人机作为无线网络覆盖、中继的空中基站，或者作为基站日常巡检查勘的工具，它在通信行业的应用对于4G、5G时代乃至未来的无线通信时代都具有重要的意义。无人机技术将成为无线通信行业的重要支撑，代替人工对基站、通信线路进行检测保障，将极大程度降低成本，提高维护优化工作的效率，为推动无线技术发展和通信安全保障作出卓越的贡献。
参考文献：
[1]李兴泽.基于无人机的农田信息采集系统研究[D].北方民族大学，2017.
[2]刘航.无人机编队分布式MIMO信道容量的研究[D].西安电子科技大学，2015.
[3]李源.基于短距离无线通信技术的无人机搜索系统研究[D].成都理工大学，2013.