[发明专利]一种自组网无人机集群系统

说明书

一种自组网无人机集群系统，将参与执行任务的多个无人机按层次编成多个逻辑组，逻辑群组的形成和逻辑群组中无人机节点的运行无需服务器参与，最小单位的逻辑组包括一个组长节点和多个组员节点，其特征在于，待加入集群的无人机节点靠近某一逻辑群组中任一无人机节点时，与该靠近的逻辑群组中的该无人机节点建立通信链路。一旦某一或者某些无人机被敌方打击，本发明提供的系统还可以重新增加无人机并自组网络，可靠性高，可适应当前复杂多变的应用环境。

技术领域

本发明涉及一种自组网无人机集群系统，属于无线通信技术领域。

背景技术

无人机群组网技术成为近年来无人机发展的热点研究方向。而现有的无人机集群均使用传统的无线组网方式进行通信。在传统的无线组网通信中，无人机只与地面指控中心等固定网络基础设施通信而不与其他无人机通信。现有的无人机集群系统存在以下几方面的缺陷：

(1)受限于传统的点对点通信方式，现有的无人机集群系统只能在单个无人机的有效通信距离范围内进行作战，作战范围小；(2)所有无人机都只与指控中心或基站进行通信，灵活性差；需要网络基础设施的支持，这要求提前到所选场所建立基站等基础设施，难度高；若网络基础设施被敌方打击，整个无人机通信网络将失效，可靠性差，无法适应当前复杂多变的战场环境。

这些缺陷削弱了无人机集群执行任务的能力，限制了无人机集群在某些范围的应用，是无人机集群亟待解决的重要问题，为解决上述技术问题，现有技术中提供了无人机自组网络，但现有技术中提供的无人机自组网络中，一旦某一或者某些无人机被敌方打击，就不能重新自组网，可靠性低，不能适应当前复杂多变的应用环境。

发明内容

为克服现有技术中存在的技术问题，本发明的发明目的是提供自组网无人机集群系统，某一或者某些无人机被敌方打击，还可以重新增加无人机并自组网络，可靠性高，可适应当前复杂多变的应用环境。

为实现所述发明目的，本发明提供一种自组网无人机集群系统，其特征在于，将参与执行任务的多个无人机按层次编成多个逻辑组，逻辑群组的形成和逻辑群组中无人机节点的运行无需服务器参与，最小单位的逻辑组包括一个组长节点和多个组员节点，其特征在于，待加入集群的无人机节点靠近某一逻辑群组中任一无人机节点时，与该靠近的逻辑群组中的该无人机节点建立通信链路，具体包括：

S01：待加入集群的无人机节点和逻辑群组内的每个节点将预设频段分成N个子信道，将N个子信道分成n组子信道组，每组子信道组有k个子信道，则N＝n·k，n和k均大于或等于2；

S02：待加入集群的无人机节点在每组的一个空闲信道上重复发送探针，并等待回应；集群中任一节点不断地扫描n组子信道组，并在收到待入群无人机节点所发送的探针时的信道上发送回应信号。

S03：待加入集群的无人机节点如果接收到集群中任一终端所发送的回应信号时，则与集群中该节点建立通信连接，待加入集群的无人机节点和集群中该终端进入握手认证阶段；如果没有接收到集群中任一终端所发送的回应信号，则返回S02。

优选地，待加入集群的无人机节点在每组的一个空闲信道上重复发送探针，并等待回应包括如下步骤：

S03-1：待加入集群的无人机节点选取一个子信道组，以该子信道组为起点重新组成分组的遍历集合；

S03-2：待加入集群的无人机节点在该信道组中根据频谱感知是否存在空闲子信道；

S03-3：如果该信道组中有空闲子信道，则待加入集群的无人机节点在长度为T_TX的时隙中，在该信道组中的一个空闲信道上发送探针；

S03-4：待加入集群的无人机节点在长度为T_RX的时隙中查询回应信号，其中，