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新时代对无人机飞行自组网(FANET)提出了什么需求
浏览次数:(185)次 / 责任编辑:腾远智拓 / 更新时间:2021-09-17 17:12:41
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近年来,无人机凭借体积小巧、低成本且便于携带等优势,不断呗应用到军事及民用领域,在诸多方面,比如实时监控、远程检测、搜寻救援。传输中继等都拥有出色的表现,当然,相比单架无人机的应用,多无人机协同配合的应用将更加有效、快速、灵活,同时,在实际应用上,多架无人机的协同配合配合往往能胜任更多野外任务。

飞行自组网 

目前在无人机集群网络应用上,基于自组织网络技术提出来的飞行自组网(Flying Ad-Hoc Network,FANET)把移动自组网带入到空中领域,实现空中联网传输,同时,利用mesh自组网网络可拓展的优势,实现大面积多无人机网络通信协同配合,成为当前无人机间通信问题的一大优秀解决方案,但是由于协同通信又面临一种挑战,无人机FANET 是无人机之间的自组织网络,且无人机之间无需通过基础设施,可以直接进行通信。此外,部分无人机可以与人机终端(后端控制)、地面控制台或是卫星进行通信,但由于UAV 节点的高动态性、拓扑结构快速变化等特点,FANET 对多址接入协议、路由协议等组网通信协议,组网通信协议成为了当前面临的又一大挑战。

 

飞行自组网面临的性能需求

无人机自组网 

飞行自组网(FANET) 衍生于移动自组网(MANET)和车载自组网(VANET),

兼具这两点共同的网络特点,但是作为新兴的研究领域FANET也有其不一样的特点,那就是它独特的高移动性、快速变化以及低节点密度等,在上一文中我们已经阐述过这三者的特点了,详情请看:简述飞行自组网、车载自组网和移动自组网各自优势的对比


因此,基于以上区别,FANET在通信传输相关技术上还需要达到以下性能要求。

1.低延时需求.,飞行自组网由于在空中飞行,覆盖范围较广,常常被应用到各种重要工作上,比如搜救工作、灾害检测等各种险恶地区,根据不同地形的差别,对其低延时提出了更多的传输需求,已力求更快完成一些重要信息的传输工作。

自组网设备 

2.网络适应性需求,无人机在飞行过程中存在多种不断变化,其中对无人机产生影响的因素也有很多,飞行自组网的无人机节点都位于高速移动的状态,且节点位置一直处于不稳定变化,节点间的通信距离也随着不断变化而变化,其网络拓扑必须快速适应其变化,其次,根据其任务需求的不同,无人机数量、飞行路线需求也在不断发生变化,同时,由于作业场所位于野外环境较多,还需要对周围环境障碍物,比如楼房、山脉等,可能会面临链路失效导致其拓扑变化,因为在设计时,也对其网络适应性提出个更高的需求。

 

3.高可靠性需求,无人机以及无人机飞行自组网(FANET)的可靠性决定了系统的负载能力和接入能力,在敏感的军事和监视应用中,要求无人机自组网具有可靠的数据传送能力.在FANET 中需要在无人机之间建立足够可靠的传输网络,以至于如果一个UAV (无人驾驶飞机)的传输链路损坏后,仍可以通过其他UAV 来进行集群间相互通信或者与后端基站进行数据传输.

无人机自组网需求

4. 网络可扩展性需求,根据不同任务所需无人机数,网络规模也便发生改变,同时面对复杂环境下的任务,无人机飞行自组网的无人机数量大量增多,网络拓扑必须拥有高度的扩展性才能满足对实际情况发生的改变进行扩展。

 

5. 高带宽需求,无人机自组网一般都是从外界收集数据,然后将信息数据回传给地面控制台,对于现场图像的清晰度以及视频是否能清晰展现提出更多的需求,因此,在实际无人机的户外作业时,应该设计足够的高宽带以满足实际无人机的需求,以此应对无人机的带宽受到多种因素限制影响,如通信信道容量、无人机飞行速度等。

 

6. 低网络开销需求,由于无人机网络带宽受限,降低网络开销,可提高带宽的使用效率.另外,在微小型和小型无人机网络中,能耗受到一定限制,通过降低网络开销,可减小能量消耗,延长UAV 和网络寿命,降低由于能量耗尽的无人机离开或毁掉而导致链路中断的概率.因此,在不降低网络性能的情况下尽量减少网络开销是必要的。

 


关键字:无人机  飞行自组网  FANET  
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