图3 无人机的跳频通信测试 

4.2 无人机数传和图传测试

无人机作为空中机器人，不管在军事上还是在民用上，大多都希望获得高清图像和数据，因此，在相对较小带宽的条件下，实现高清传输，就需要采用更高频谱利用率的通信技术。常见的通信方式是基于自定义OFDM/C-OFDM方式或WiFi等方式的通信技术。有些场合为了降低干扰，还需要引入跳频通信技术。

4.2.1 自定义OFDM/C-OFDM信号产生与分析

基于OFDM的通信技术，其频谱效率高、抗多径干扰能力强、支持高速数据业务传输，具备“非视距”、“绕射”传输特点和良好穿透能力，能够满足无人机无线通信任务等特点，越来越多的无人机设备都倾向于采用自定义的OFDM方式。为了解决视频等大容量信号的传输问题，还会采用一定的诸MPEG2/MPEG4、H.264/H.265等视频编解码，使得可以利用较小带宽OFDM技术，完成大容量视频传输。对于发射机测试，R&S公司的FS-K96PC/K196PC结合FSW/FSV等平台的频谱仪，可以非常方便地完成自定义OFDM/C-OFMD通信信号测试，同时，该软件可通过星座图旋转等功能，完成频率同步、相位同步及定时同步等问题的查找。

图4 自定义OFDM/C-OFDM通信方式的无人机发射测试

对于接收机测试，R&S公司的FS-K96PC/K196PC软件可以用于产生自定义OFDM/C-OFDM信号，用户可以借用WLAN、DVB-T等信号的分析，然后通过软件自带的”Configuration File Wizard”功能，方便灵活地产生适合自己设备传输的自定义OFDM/C-OFDM信号结构。同时，也提供自定义OFMD/C-OFDM的Matlab程序，用户只需根据程序进行适当的修改，如FFT点数、CP长度、采样率及Pilot、Data等数据的位置分布，就可以产生需要的OFDM信号。 

图5 自定义OFDM/C-OFDM通信方式的无人机接收测试

4.2.2 WiFi信令测试

WiFi技术已经很成熟，有相当一部分无人机设备直接采用基于WiFi通信的方式，提高设备的研发效率、降低无人机的研发成本。信令测试是无线网络维护和优化最基本最重要的手段，能够对网络中运行的协议进行全面的测试，为日常维护提供强有力的测试手段，发现和解决网络中存在的问题，掌握网络的业务分布和运行状态。R&S CMW500无线通信综测仪支持WLAN标准的功能测试，能模拟WLAN信号的损伤，如I/Q偏移、信道衰落模型Fading及高斯白噪声AWGN等功能，使得WLAN的测试变得更加灵活。另外，CMW500目前全面支持802.11a/b/g/n/ac标准测试，使得CMW500在WLAN产品的测试上得以延续，是WLAN测试方面性价比最佳的测试仪表。  

图6 WiFi信令测试

4.2.3 5G频段的DFS测试

2.4G频段的WiFi干扰较多，因此很多无人机选择相对纯净的5G WiFi频段。然而5.25～5.35GHz和5.47～5.725GHz是全球雷达系统的工作频段，为了避免对雷达系统造成干扰，各国对这些设备的要求除了功率、频谱等常规项目以外，还特别增加了对动态频率选择DFS（Dynamic Frequency Selection）特性的要求。DFS是为了使无线产品主动探测军方使用的频率，并主动选择另一频率，以避开军方频率。通过这种方式，也可避免其它频段WLAN，最高效地利频谱。R&S公司提供全面的WiFi DFS测试解决方案，如图7所示。 

图7 基于WiFi的DFS测试解决方案

系统中的信号源SMW200A/SMBV100A配置K350选件，用于DFS测试的雷达信号产生，频谱仪：FSW/FSV的分辨率带宽可以大于3MHz，用于监测被测件对雷达信号的响应。DFS TOOL软件用于控制频谱仪监测被测件在雷达信号作用下的响应时间等指标。

4.3 导航定位测试

无人机在很多专业应用领域，需要依靠人来指挥遥控，导致很多功能无法实现，给无人机安装卫星导航定位功能后，无人机就能按照设定的路线飞行，如何模拟无人机的飞行路线，是无人机定位测试的关键所在。R&S公司的SMBV100A可以模拟各种卫星导航功能，包括GPS、北斗、Glonass、Galileo等，支持至少24颗卫星，用户可以任意指定路径，用于移动场景的卫星导航定位测试。  

图8 无人机的卫星导航定位测试

05 小 结

   无人机走进了公众的视野，而未来的发展方向也成了很多人关心的问题。结合无人机的应用领域和应用潜力，未来无人机将会朝着高效化、定制化和智能化方向发展。可以预见，未来的无人机市场将会非常迅速，不管如何发展，无人机的通信技术将会一直成为其发展的核心所在，而无人机的通信测试也必将变得越来越重要，R&S公司能够提供完整的、成熟的测试解决方案。