基于无人机的无线电点对点验证解决方案—

E波段频率在全球范围内的公共服务中变得越来越普遍，各国的频率调节器也面临着E波段链路带来的新挑战。在60-87GHz范围内，点对点无线电天线的波束宽度非常窄，仅为1度甚至更小，因此需要一种新颖且创新的无线电参数测量解决方案。借助虹科Spectrum Compact无人机验证解决方案，公司和运营商可以从源头轻松收集和分析4G，LTE和5G NR频率，而监管机构可以开发一种新的现场调查和检查手段。

现状

随着5G技术的快速发展，毫米波频段的使用已经逐渐成为一种趋势，随着5G业务向高容量、高速率、低延时方向发展，通信频段向毫米波方向延伸成为了一个必然的结果，因为毫米波具有以下优势：

频谱资源丰富，毫米波范围广，而不像之前的sub6G频谱紧张且大量无线产品都工作在这一频段，信道环境较差。
载波带宽可达400/800MHz，无线传输速率可达10Gbps以上；
毫米波元器件的尺寸小，相对于Sub6G（450MHz-6GHz）设备，毫米波设备更容易小型化；
子载波间隔较大，单SLOT周期（120kHz）是低频Sub6G（30kHz）的1/4，空口时延降低

图1 毫米波应用是5G部署的一大方向

但是在整个毫米波频段（广义的30-300GHz），我们实际能够使用实际上并不是全部，毫米波由于波长短，十分容易在大气和降雨环境下严重衰减以至于不可用，因此实际上只能在利用大气窗口的范围来进行传输：

图2 毫米波的大气窗口

E波段（71-86GHz）是其中比较优秀的一个大气窗口，E波段频率在全球范围内的公共服务中变得越来越普遍，但是与此同时各国的频率调节器也面临着E波段链路带来的新挑战，在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多，在60-87GHz范围内，点对点无线电天线的波束宽度非常窄，仅为1度甚至更小，因此需要一种新颖且创新的解决方案来进行无线电参数测量。

图3 毫米波的波束对比sub6非常窄

解决方案

调频器使用前需要验证E波段无线电是否正在根据许可证运行。然而这种天线一般安装在很高的铁塔上，并且旁瓣的信号衰减非常大，以致于无法使用从地面进行测量的典型方法，对于这种情况，必须将测量工具精确地对准天线的主瓣。

图4 高空窄波束天线无法使用从地面进行测量

我们与欧盟国家监管机构之一合作，开发了使用Spectrum Compact和无人驾驶飞机进行精确E波段链路测量和报告的解决方案。虹科Spectrum Compact是具有应用程序编程接口（API）的集成就绪平台，该平台与工业无人机制造商和无人机解决方案集成商合作，可以将空中RF检测解决方案推向市场，利用最佳的无人机机身和专有的控制协议，用户可以使用无人机的GPS数据生成全频RF密度热图。
该解决方案包括一台Spectrum Compact 70-87GHz单元，带有Windows操作系统的微型PC，4G调制解调器，Spectrum Manager PC软件以及一架无人驾驶飞机。

图5 虹科基于无人机的无线电点对点验证解决方案

无人机：

Spectrum Compact通过USB将数据发送给Min i PC(如Intel Compute Stick)， Mini PC拥有Windows操作系统、Spectrum Manager(用于Spectrum Compac t的SAF PC软件)和远程桌面应用程序(如TeamViewer)。迷你PC 通过USB连接到4G调制解调器或手机置于USB共享模式，以确保数据通过移动网络传输。

图6 无人机上的Spectrum Compact

地面：

另一款4 Gwifi模块或USB共享模式的手机连接到地面上的PC或笔记本电脑，通过远程桌面应用程序从地面 PC可以访问无人机上的mini PC，并连接到频谱仪使用Spectrum Manager软件。

图7 地面上的Spectrum Manager观测装置

借助虹科Spectrum Compact无人机验证解决方案，公司和运营商可以从源头轻松收集和分析4G，LTE和5G NR频率，而监管机构可以开发一种新的现场调查和检查手段。这包括但不限于：

任何已安装的无线电的许可证参数验证（信道带宽，中心频率等）；
扫描给定频段或跨多个频段的所有已安装的无线电。

关键参数

频率范围：70.0–87.0 GHz 平均显示噪声电平： DANL -90 dBm @ RBW = 10MHz* 最大输入功率： 0
dBm（LNA 关闭） RBW（Resolution bandwidth 分辨率带宽）： 10MHz VBW（Video
bandwidth 视频带宽）：300kHz Min span：最小频率跨度（横轴）： 1GHz Max
span：最大频率跨度（横轴）：全带宽 扫描速率：0.15 s @ 1GHz span 垂直精度： +/- 1 dB*
RF输入接口：WR 12 接口： micro USB 2.0(1.1) 电池供电时间：长达 43小时 工作温度： -15°C
to +55°C 防护等级：（防尘防水等级） IP54 尺寸：1478334mm 重量：0.57kg

结果与应用

使用无人机的无线电点对点验证解决方案进行塔架检查：
大大提高了监测的安全性；
减少或消除重新攀爬的需求；
提供攀登前的视觉效果，因此爬塔者只需要将需要的东西带到塔上。
在干扰搜寻、发射机参数测量（频率，带宽，功率）以及视线验证（与便携式发射机结合使用）方面都可以轻松使用。

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