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隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，無(wú)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(wú)人機(jī)作業(yè)和多無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)兩種形式，其中，單無(wú)人機(jī)作業(yè)是目前較為常見的形式，但是，單無(wú)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(diǎn)，并不能解決某些特定場(chǎng)景的應(yīng)用需求。多無(wú)人機(jī)協(xié)同能夠很好地解決這些問題，越來(lái)越受到大家的青睞，并在越來(lái)越多場(chǎng)景中展開應(yīng)用。
遙感遙測(cè);
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(wú)人機(jī)集群協(xié)同作戰(zhàn);
無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)(Ad hoc技術(shù))是多無(wú)人機(jī)通信組網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，并且已經(jīng)被某些多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)和蜂群系統(tǒng)所采用?；跓o(wú)線自組網(wǎng)的多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)具有諸多優(yōu)勢(shì)：
協(xié)同探測(cè)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(cè)控距離;
擴(kuò)大作業(yè)范圍;
提高作業(yè)效率;
無(wú)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(lái)的優(yōu)勢(shì)也不一樣，這里就不詳細(xì)描述了。
無(wú)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(dòng)態(tài)快速構(gòu)建分布式、無(wú)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(diǎn)。這里只簡(jiǎn)單(重點(diǎn))指出無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)一些大家關(guān)注的優(yōu)良特性。
無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)兼具無(wú)線通信和動(dòng)態(tài)路由的功能，既可以完成傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信測(cè)控的功能，又可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包擇優(yōu)路徑的中繼轉(zhuǎn)發(fā);
無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)中的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議支持多無(wú)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(wú)人機(jī)可以組成鏈狀狀網(wǎng)，大大提升測(cè)控的距離和作業(yè)的范圍，并通過節(jié)點(diǎn)合理部署，能夠適應(yīng)山地峽谷等復(fù)雜的地形環(huán)境，實(shí)現(xiàn)超視距通信;
無(wú)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(dòng)態(tài)分配，使得節(jié)點(diǎn)可動(dòng)態(tài)入網(wǎng)和退網(wǎng)，無(wú)需要通信組網(wǎng)預(yù)規(guī)劃，非常適合臨時(shí)調(diào)度無(wú)人機(jī)的數(shù)量來(lái)滿足實(shí)際應(yīng)用的需要;
無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)得益于新技術(shù)(上面提到的動(dòng)態(tài)資源分配，動(dòng)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(shuō)越專業(yè)術(shù)語(yǔ)化，還是用非通信網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的用戶可以理解的話來(lái)聊，無(wú)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(shí)加入無(wú)人機(jī)，也可以部分無(wú)人機(jī)退出，可以多跳中繼，節(jié)點(diǎn)可以隨意移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢圆粩嘧兓取?/p>
正因?yàn)闊o(wú)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(wú)人機(jī)應(yīng)用樣式(以1對(duì)3應(yīng)用為例，飛機(jī)節(jié)點(diǎn)多了，不好畫示意圖)
圖1 1站對(duì)3機(jī)1跳應(yīng)用
圖2 1站對(duì)3機(jī)2跳應(yīng)用
圖3 1站對(duì)3機(jī)3跳應(yīng)用
目前，跳跳通無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)電臺(tái)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)系統(tǒng)，常見應(yīng)用為1對(duì)2、1對(duì)3，其中規(guī)模較大的應(yīng)用為1對(duì)12和1對(duì)16，(平臺(tái)不允許發(fā)鏈接)公開報(bào)導(dǎo)了無(wú)人機(jī)集群協(xié)同的驗(yàn)證測(cè)試，寬帶自組網(wǎng)電臺(tái)作為協(xié)同控制的基礎(chǔ)，其性能必須要滿足無(wú)人機(jī)集群協(xié)同控制級(jí)通信組網(wǎng)要求。
無(wú)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(shí)踐工作，說(shuō)起技術(shù)來(lái)有點(diǎn)剎不住車，移動(dòng)自組網(wǎng)的基本理論作為碩士研究生的一門課程，說(shuō)起來(lái)有點(diǎn)費(fèi)時(shí)間，這里就只說(shuō)說(shuō)操作使用層面的事。
從前期眾多無(wú)人機(jī)用戶使用情況來(lái)看，自組網(wǎng)電臺(tái)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(cè)數(shù)據(jù)或者是頻譜感知數(shù)據(jù)等;
(3)圖數(shù)一體，電臺(tái)既要用來(lái)控制無(wú)人機(jī)及若干載荷設(shè)備，又要用來(lái)進(jìn)行無(wú)人機(jī)視頻回傳。
(4)遙控，僅用來(lái)控制無(wú)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(tái)的網(wǎng)口，第3種應(yīng)用使用電臺(tái)的網(wǎng)口和串口，網(wǎng)口用于視頻傳輸，串口用于無(wú)人機(jī)控制，第4種應(yīng)用通常使用電臺(tái)的串口，因?yàn)楝F(xiàn)在的無(wú)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(tái)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(tái)連接的機(jī)上載荷設(shè)備的接口形式。
電臺(tái)網(wǎng)口的使用很簡(jiǎn)單，如果兩端只使用電臺(tái)網(wǎng)口的話，由于電臺(tái)是IP數(shù)據(jù)透明傳輸，電臺(tái)之間形成的無(wú)線鏈路相當(dāng)于一根無(wú)形的網(wǎng)線。電臺(tái)串口的使用相對(duì)復(fù)雜一些。尤其是在一對(duì)多使用時(shí)，地面電臺(tái)使用網(wǎng)口且機(jī)載電臺(tái)使用串口時(shí)稍微復(fù)雜一些，如果此時(shí)，無(wú)人機(jī)串口數(shù)據(jù)也需要在無(wú)人機(jī)間傳輸共享時(shí)，串口的配置使用需要一定的理論知識(shí)指導(dǎo)和使用經(jīng)驗(yàn)。
在機(jī)載電臺(tái)必須要用串口時(shí)，我們建議：
一對(duì)一使用時(shí)，地面電臺(tái)可以用網(wǎng)口，也可用串口;
一對(duì)多使用時(shí)，強(qiáng)烈建議地面電臺(tái)用網(wǎng)口，這是因?yàn)橛捎诖跀?shù)據(jù)沒有標(biāo)識(shí)，在多對(duì)一傳輸串口數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)交叉的現(xiàn)象，從而無(wú)法區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)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(tái)一定要用串口，地面電臺(tái)有N個(gè)串口，最多可支持N架無(wú)人機(jī)。如需要支持多于N的無(wú)人機(jī)集群組網(wǎng)控制時(shí)，地面電臺(tái)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(lái)滿足實(shí)際需求。對(duì)于這種情況，我們強(qiáng)烈建議地面電臺(tái)使用網(wǎng)口，處理起來(lái)就變得非常簡(jiǎn)單。無(wú)人機(jī)串口數(shù)據(jù)如何在無(wú)人機(jī)群內(nèi)傳輸共享(上面提到的公開報(bào)道中就是這么用的)?具體的操作使用，請(qǐng)聯(lián)系我們。
跳跳通寬帶自組網(wǎng)電臺(tái)有T3W系列、T3S系列、T3M系列電臺(tái)，很多客戶在電臺(tái)選型時(shí)很迷惘，不知道該如何選擇?這里做個(gè)簡(jiǎn)單介紹和指導(dǎo)，其主要參數(shù)說(shuō)明如下：
其中，T3W系列電臺(tái)基于高通平臺(tái)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(yǔ)音清晰、接口豐富、可定制性強(qiáng)等特性。性能良好，性價(jià)比高，比較適合組網(wǎng)規(guī)模10個(gè)節(jié)點(diǎn)左右，通信距離10~20km左右，且對(duì)成本比較敏感的無(wú)人機(jī)集群應(yīng)用。
T3M系列基于SDR平臺(tái)(ZYNQ70xx+AD936x)打造，綜合采用COFDM、 分集接收、動(dòng)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(diǎn)高速移動(dòng)、通信安全保密、IP語(yǔ)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(tái)成本較高，性能優(yōu)異，非常適合30~200km的遠(yuǎn)距離應(yīng)用場(chǎng)景。
T3M系列電臺(tái)在T3S系列電臺(tái)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(duì)于T3S和T3M系列電臺(tái)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(shí)時(shí)對(duì)候選頻點(diǎn)進(jìn)行通信質(zhì)量評(píng)估，當(dāng)前工作頻點(diǎn)受到干擾后，可以自動(dòng)快速切換到未被干擾的頻率進(jìn)行通信，自動(dòng)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(diǎn)數(shù)最多支持256個(gè)，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?。抗干擾功能一般適用于需要應(yīng)對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境的軍事應(yīng)用場(chǎng)景，其實(shí)現(xiàn)難度大，價(jià)格相對(duì)比較高。
審核編輯：湯梓紅
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論