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隨著無人機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，無人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、應(yīng)急、軍事等眾多領(lǐng)域。在應(yīng)用形式上分為單無人機(jī)作業(yè)和多無人機(jī)協(xié)同作業(yè)兩種形式，其中，單無人機(jī)作業(yè)是目前較為常見的形式，但是，單無人機(jī)作業(yè)存在作業(yè)區(qū)域有限，地形環(huán)境受限，攜帶載荷有限、工作效率低等缺點，并不能解決某些特定場景的應(yīng)用需求。多無人機(jī)協(xié)同能夠很好地解決這些問題，越來越受到大家的青睞，并在越來越多場景中展開應(yīng)用。
遙感遙測;
環(huán)保巡查;
邊防巡查;
石油管線巡查;
電力線巡查;
遠(yuǎn)程搜救;
應(yīng)急救災(zāi);
空中中繼;
無人機(jī)集群協(xié)同作戰(zhàn);
無線自組網(wǎng)技術(shù)(Ad hoc技術(shù))是多無人機(jī)通信組網(wǎng)的發(fā)展趨勢，并且已經(jīng)被某些多無人機(jī)系統(tǒng)和蜂群系統(tǒng)所采用?；跓o線自組網(wǎng)的多無人機(jī)系統(tǒng)具有諸多優(yōu)勢：
協(xié)同探測感知;
協(xié)同融合處理;
目標(biāo)分配，協(xié)同作業(yè);
克服復(fù)雜地形環(huán)境的影響;
延伸測控距離;
擴(kuò)大作業(yè)范圍;
提高作業(yè)效率;
無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)樣式多樣化;
……
不同的應(yīng)用領(lǐng)域，所展現(xiàn)出來的優(yōu)勢也不一樣，這里就不詳細(xì)描述了。
無線自組網(wǎng)技術(shù)(Ad hoc技術(shù))是一種不依賴于現(xiàn)有基礎(chǔ)通信設(shè)施，可動態(tài)快速構(gòu)建分布式、無中心網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，具有自組織，自恢復(fù)、高抗毀等許多優(yōu)點。這里只簡單(重點)指出無人機(jī)自組網(wǎng)一些大家關(guān)注的優(yōu)良特性。
無人機(jī)自組網(wǎng)中每個節(jié)點兼具無線通信和動態(tài)路由的功能，既可以完成傳統(tǒng)點對點通信測控的功能，又可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)包擇優(yōu)路徑的中繼轉(zhuǎn)發(fā);
無人機(jī)自組網(wǎng)中的動態(tài)路由協(xié)議支持多無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成星形網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、鏈狀網(wǎng)等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，尤其是多跳路由中繼轉(zhuǎn)發(fā)的功能使得無人機(jī)可以組成鏈狀狀網(wǎng)，大大提升測控的距離和作業(yè)的范圍，并通過節(jié)點合理部署，能夠適應(yīng)山地峽谷等復(fù)雜的地形環(huán)境，實現(xiàn)超視距通信;
無人機(jī)自組網(wǎng)的信道接入控制協(xié)議(MAC協(xié)議)，信道資源動態(tài)分配，使得節(jié)點可動態(tài)入網(wǎng)和退網(wǎng)，無需要通信組網(wǎng)預(yù)規(guī)劃，非常適合臨時調(diào)度無人機(jī)的數(shù)量來滿足實際應(yīng)用的需要;
無人機(jī)自組網(wǎng)得益于新技術(shù)(上面提到的動態(tài)資源分配，動態(tài)路由中繼、負(fù)載均衡擁塞控制等)，使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的信道資源可以按需要調(diào)整分配，優(yōu)化選擇傳輸路徑，保證業(yè)務(wù)QoS 。
越說越專業(yè)術(shù)語化，還是用非通信網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的用戶可以理解的話來聊，無人機(jī)自組網(wǎng)有邏輯上的控制中心，沒有通信組網(wǎng)中心，速率可以自適應(yīng)，帶寬可以按需分配，可以臨時加入無人機(jī)，也可以部分無人機(jī)退出，可以多跳中繼，節(jié)點可以隨意移動，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢圆粩嘧兓取?/p>
正因為無人機(jī)自組網(wǎng)上述優(yōu)良特性，可以支持下面幾種典型的多無人機(jī)應(yīng)用樣式(以1對3應(yīng)用為例，飛機(jī)節(jié)點多了，不好畫示意圖)
圖1 1站對3機(jī)1跳應(yīng)用
圖2 1站對3機(jī)2跳應(yīng)用
圖3 1站對3機(jī)3跳應(yīng)用
目前，跳跳通無人機(jī)自組網(wǎng)電臺已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無人機(jī)自組網(wǎng)系統(tǒng)，常見應(yīng)用為1對2、1對3，其中規(guī)模較大的應(yīng)用為1對12和1對16，(平臺不允許發(fā)鏈接)公開報導(dǎo)了無人機(jī)集群協(xié)同的驗證測試，寬帶自組網(wǎng)電臺作為協(xié)同控制的基礎(chǔ)，其性能必須要滿足無人機(jī)集群協(xié)同控制級通信組網(wǎng)要求。
無人機(jī)自組網(wǎng)具體是如何工作的呢?本人從事過很多年的教學(xué)科研實踐工作，說起技術(shù)來有點剎不住車，移動自組網(wǎng)的基本理論作為碩士研究生的一門課程，說起來有點費時間，這里就只說說操作使用層面的事。
從前期眾多無人機(jī)用戶使用情況來看，自組網(wǎng)電臺用途有以下幾種：
(1)視頻回傳，光電球的視頻回傳，碼流大小一般為2~8Mbps;
(2)大數(shù)據(jù)回傳，常指的是遙測數(shù)據(jù)或者是頻譜感知數(shù)據(jù)等;
(3)圖數(shù)一體，電臺既要用來控制無人機(jī)及若干載荷設(shè)備，又要用來進(jìn)行無人機(jī)視頻回傳。
(4)遙控，僅用來控制無人機(jī)和若干載荷設(shè)備的工作狀態(tài);
(5)機(jī)上設(shè)備數(shù)據(jù)共享，進(jìn)行協(xié)同處理、協(xié)同分配、協(xié)同打擊等，通常用于集群協(xié)同;
通常，第1種和第2種應(yīng)用只用到電臺的網(wǎng)口，第3種應(yīng)用使用電臺的網(wǎng)口和串口，網(wǎng)口用于視頻傳輸，串口用于無人機(jī)控制，第4種應(yīng)用通常使用電臺的串口，因為現(xiàn)在的無人機(jī)飛控設(shè)備大多是串口。第5種應(yīng)用，有的只用到電臺的串口，有的用到網(wǎng)口，也有網(wǎng)口和串口都用，主要取決于電臺連接的機(jī)上載荷設(shè)備的接口形式。
電臺網(wǎng)口的使用很簡單，如果兩端只使用電臺網(wǎng)口的話，由于電臺是IP數(shù)據(jù)透明傳輸，電臺之間形成的無線鏈路相當(dāng)于一根無形的網(wǎng)線。電臺串口的使用相對復(fù)雜一些。尤其是在一對多使用時，地面電臺使用網(wǎng)口且機(jī)載電臺使用串口時稍微復(fù)雜一些，如果此時，無人機(jī)串口數(shù)據(jù)也需要在無人機(jī)間傳輸共享時，串口的配置使用需要一定的理論知識指導(dǎo)和使用經(jīng)驗。
在機(jī)載電臺必須要用串口時，我們建議：
一對一使用時，地面電臺可以用網(wǎng)口，也可用串口;
一對多使用時，強(qiáng)烈建議地面電臺用網(wǎng)口，這是因為由于串口數(shù)據(jù)沒有標(biāo)識，在多對一傳輸串口數(shù)據(jù)時，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)交叉的現(xiàn)象，從而無法區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)來源。有些客戶不愿意修改地面站的應(yīng)用程序，不更改數(shù)據(jù)接口，地面電臺一定要用串口，地面電臺有N個串口，最多可支持N架無人機(jī)。如需要支持多于N的無人機(jī)集群組網(wǎng)控制時，地面電臺就需要用多串口服務(wù)器擴(kuò)展更多的串口，通過合理配置來滿足實際需求。對于這種情況，我們強(qiáng)烈建議地面電臺使用網(wǎng)口，處理起來就變得非常簡單。無人機(jī)串口數(shù)據(jù)如何在無人機(jī)群內(nèi)傳輸共享(上面提到的公開報道中就是這么用的)?具體的操作使用，請聯(lián)系我們。
跳跳通寬帶自組網(wǎng)電臺有T3W系列、T3S系列、T3M系列電臺，很多客戶在電臺選型時很迷惘，不知道該如何選擇?這里做個簡單介紹和指導(dǎo)，其主要參數(shù)說明如下：
其中，T3W系列電臺基于高通平臺打造，采用COFDM、 MIMO、CSMA/CA、智能路由等技術(shù)，具有組網(wǎng)規(guī)模較大、中繼跳數(shù)較多、通信距離較遠(yuǎn)、傳輸速率高、頻譜掃描、通信安全保密、IP語音清晰、接口豐富、可定制性強(qiáng)等特性。性能良好，性價比高，比較適合組網(wǎng)規(guī)模10個節(jié)點左右，通信距離10~20km左右，且對成本比較敏感的無人機(jī)集群應(yīng)用。
T3M系列基于SDR平臺(ZYNQ70xx+AD936x)打造，綜合采用COFDM、 分集接收、動態(tài)TDMA、智能路由等新技術(shù)開發(fā)研制，具有組網(wǎng)規(guī)模大、中繼跳數(shù)多、通信距離遠(yuǎn)、傳輸速率高、通信組網(wǎng)穩(wěn)定、工作頻率范圍寬、入網(wǎng)/退網(wǎng)快、路由切換速度快、支持節(jié)點高速移動、通信安全保密、IP語音清晰、通信抗干擾能力強(qiáng)、接口豐富、可定制性強(qiáng)等優(yōu)良特性。該電臺成本較高，性能優(yōu)異，非常適合30~200km的遠(yuǎn)距離應(yīng)用場景。
T3M系列電臺在T3S系列電臺的基礎(chǔ)上，采用了MIMO技術(shù)，在不增加帶寬和發(fā)射功率的情況下，大大地提高了頻譜利用率和通信系統(tǒng)容量，10MHz帶寬下峰值速率可達(dá)50+Mbps，20MHz帶寬下峰值速率可達(dá)100+Mbps。
對于T3S和T3M系列電臺都具有自適應(yīng)選頻和寬帶跳頻兩種可選抗干擾功能模式。其中，自適應(yīng)選頻抗干擾功能實時對候選頻點進(jìn)行通信質(zhì)量評估，當(dāng)前工作頻點受到干擾后，可以自動快速切換到未被干擾的頻率進(jìn)行通信，自動躲避各種干擾。寬帶跳頻抗干擾功能使得載波頻率按照預(yù)設(shè)的特定的跳頻圖案進(jìn)行快速跳變，跳速大于1000hop/s，帶寬大于200MHz，跳頻點數(shù)最多支持256個，具有很強(qiáng)的抗干擾能力和抗截獲能力，保證信息傳輸?shù)目煽啃浴？垢蓴_功能一般適用于需要應(yīng)對復(fù)雜電磁環(huán)境的軍事應(yīng)用場景，其實現(xiàn)難度大，價格相對比較高。
審核編輯：湯梓紅
工商網(wǎng)監(jiān)
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