地空通信控制方法、系统、装置、计算机设备和存储介质与流程

本申请涉及移动通信，特别是涉及一种地空通信控制方法、系统、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

1、随着航空通信技术的发展，地空通信（air to ground，atg）通信系统因能为飞行中的飞机提供高速、连续的通信服务，被广泛应用于航空互联网、飞机远程监控等场景。地面天线波束与飞机的精准对准，是保障atg通信质量的核心前提。飞机在飞行过程中，会伴随高度、速度、航向的实时变化，且受空域气流、地形遮挡、电磁干扰等因素影响，需地面天线波束快速跟踪对准，才能避免通信链路中断、信号衰减等问题。

2、传统的地面天线波束在对准飞机时，通常采用机械转盘带动天线圆锥扫描、抖动追踪的方式，不仅对准精度低、响应速度慢，且易受环境干扰导致跟踪失锁。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高地空通信稳定性的地空通信控制方法、系统、装置、计算机设备和存储介质。

2、第一方面，本申请提供了一种地空通信控制方法，包括：

3、在地面通信设备通过通信机构与空中通信对象通信的过程中，采集空中通信对象的多维度数据；多维度数据包括三维坐标、通信质量数据和姿态变化数据；

4、根据通信机构的安装位置坐标和多维度数据，获取当前时刻的参考通信角度和下一时刻的预测通信角度；

5、根据参考通信角度和预测通信角度，生成提前量调整指令；

6、通过提前量调整指令驱动调节机构调整通信机构的通信角度，并根据通信机构与空中通信对象间的相对距离，调整通信机构的波束宽度；通信角度包括方位角和俯仰角。

7、在其中一个实施例中，根据通信机构的安装位置坐标和多维度数据，获取当前时刻的参考通信角度和下一时刻的预测通信角度的步骤，包括：

8、获取通信机构的安装位置坐标与三维坐标间的坐标差值，根据坐标差值获取初始通信角度；

9、根据通信质量数据对初始通信角度进行修正，得到当前时刻的参考通信角度；通信质量数据包括信号强度和多普勒频偏数据；

10、根据姿态变化数据，获取空中通信对象在下一时刻的预测位置坐标；

11、根据安装位置坐标与预测位置坐标间的坐标差值，获取下一时刻的预测通信角度。

12、在其中一个实施例中，该方法还包括：

13、获取链路质量数据；链路质量数据包括参考信号接收功率、信干噪比和误码率；

14、在链路质量数据不满足信号要求条件的情况下，根据当前通信角度和链路质量数据，生成角度微调指令；

15、通过角度微调指令驱动调节机构调整通信机构的通信角度，并根据当前相对距离，调整通信机构的波束宽度。

16、在其中一个实施例中，该方法还包括：

17、在通信机构的通信范围内存在多个空中通信对象的情况下，分别获取各空中通信对象的位置优先级；

18、根据位置优先级，确定当前通信周期对应的当前空中通信对象；

19、根据当前空中通信对象的多维度数据，调整通信机构的通信角度和波束宽度。

20、第二方面，本申请还提供了一种地空通信控制系统，包括：

21、通信机构，通过预设频段建立地面通信设备与空中通信对象间的通信连接；通信机构被配置为能够跟随调节机构转动；

22、调节机构，包括第一调节组件和第二调节组件，第一调节组件被配置为可沿第一方向或第一方向的反方向转动，第二调节组件被配置为可沿第二方向或第二方向的反方向转动；

23、感知机构，用于在地面通信设备通过通信机构与空中通信对象通信的过程中，采集空中通信对象的多维度数据；多维度数据包括三维坐标、通信质量数据和姿态变化数据；

24、控制机构，分别与通信机构、调节机构和感知机构通信，用于根据通信机构的安装位置坐标和多维度数据，获取当前时刻的参考通信角度和下一时刻的预测通信角度；根据参考通信角度和预测通信角度，生成提前量调整指令；通过提前量调整指令驱动调节机构调整通信机构的通信角度，并根据通信机构与空中通信对象间的相对距离，调整通信机构的波束宽度；通信角度包括方位角和俯仰角。

25、在其中一个实施例中，该系统还包括：

26、监测机构，用于采集通信连接的链路质量数据，被配置为在链路质量数据不满足信号要求条件的情况下，向控制机构发送告警信号，以使得控制机构在告警信号的触发下，根据当前通信角度和链路质量数据，生成角度微调指令，通过角度微调指令驱动调节机构调整通信机构的通信角度，并根据当前相对距离，调整通信机构的波束宽度；链路质量数据包括参考信号接收功率、信干噪比和误码率。

27、在其中一个实施例中，该系统还包括：传输机构，一端与通信机构，另一端与地面通信设备；传输机构包括第一通道和第二通道，第一通道用于传输地面通信设备与空中通信对象间的通信信号，第二通道用于传输地面通信设备发送的控制信号和通信机构发送的状态反馈信号。

28、第三方面，本申请还提供了一种地空通信控制装置，包括：

29、数据获取模块，用于在地面通信设备通过通信机构与空中通信对象通信的过程中，采集空中通信对象的多维度数据；多维度数据包括三维坐标、通信质量数据和姿态变化数据。

30、角度预测模块，用于根据通信机构的安装位置坐标和多维度数据，获取当前时刻的参考通信角度和下一时刻的预测通信角度。

31、指令生成模块，用于根据参考通信角度和预测通信角度，生成提前量调整指令。

32、通信控制模块，用于通过提前量调整指令驱动调节机构调整通信机构的通信角度，并根据通信机构与空中通信对象间的相对距离，调整通信机构的波束宽度；通信角度包括方位角和俯仰角。

33、第四方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面中任意一项的方法步骤。

34、第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面中任意一项的方法步骤。

35、第六方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面中任意一项的方法步骤。

36、上述地空通信控制方法、系统、装置、计算机设备和存储介质，通过在地面通信设备通过通信机构与空中通信对象通信的过程中，采集空中通信对象的多维度数据，根据通信机构的安装位置坐标和多维度数据，获取当前时刻的参考通信角度和下一时刻的预测通信角度，根据参考通信角度和预测通信角度，生成提前量调整指令，通过提前量调整指令驱动调节机构调整通信机构的通信角度，并根据通信机构与空中通信对象间的相对距离，调整通信机构的波束宽度，能够降低对准延迟，提高波束指向精度，减少跟踪失锁概率，从而有效提高地空通信稳定性。

1.一种地空通信控制方法，其特征在于，应用于地空通信系统；所述系统包括通信机构和调节机构；所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述通信机构的安装位置坐标和所述多维度数据，获取当前时刻的参考通信角度和下一时刻的预测通信角度，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.一种地空通信系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

8.一种地空通信控制装置，其特征在于，应用于地空通信系统；所述系统包括通信机构和调节机构；所述装置包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。