[发明专利]基于无人机传输的分布式多跳自组网安全通信方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于无人机传输的分布式多跳自组网安全通信方法及装置，首先将若干个分布式多跳自组网安全通信装置作为空中和地面通信节点，构建基于无人机传输的分布式多跳自组网；通信节点之间及和后台指挥中心之间通过MESH通信模块进行通信；通信节点收集现场画面、声音数据和网络状态等信息传送至中央处理器；中央处理器将信息通过显示器显示；中央处理器在本地对信息计算处理，若本地无法完成则周围通信节点进行协同计算，若仍无法满足则将任务传回后台指挥中心进行云计算；通信节点还可以将信息储存在本地，依靠无人机间的相遇机会完成信息转发。本发明可有效提高传输成功率、降低传输时延，提高网络综合性能与安全性能。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种多跳自组网安全通信方法。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，人们对信息交流的依赖程度日益增加。并且由于人们活动范围的日趋增大，人们对通信的便捷性和灵活性也提出了更高的要求。而移动通信以其自身独特的“随时随地”的特点，极大地方便了人与人之间的信息交流，现已成为人们最主要的通信手段。

然而绝大多数的移动通信都依赖于地面基站，一旦缺少地面基站，或地面基站受到破坏，则会对移动通信造成严重影响，甚至会导致通信中断。针对该问题，利用无人机、飞艇、气球等空中节点作为辅助的空-地互补方案逐渐受到关注，并取得了一定发展。相比于地面蜂窝网络，基于无人机传输的分布式多跳自组网具有更大的覆盖范围，更强的态势感知及动态重构能力，尤其是在大范围广播、快速灵活部署与调度等方面具有地面基础设施难以比拟的优势，可广泛应用于交通管制、远程监控、应急通信等领域。此外，在解决“最后一公里”的问题上，基于无人机传输的分布式多跳自组网以其自组织、自管理、自愈能力以及快速部署的便利性和网络兼容性已成为特殊场景下移动通信的解决方案之一。

但现有技术存在的问题是：无线中继多跳后带宽和时延损失较大，对于在远端需要通过中继多跳才能接入网络的用户来说，网络服务质量难以得到保障。此外，在基于无人机传输的分布式多跳自组网中通信设备通常远离云服务器，过长的传输距离将导致过高的移动应用处理时延，并且大量的应用数据在终端设备与云服务器间的传输加剧了回传链路的负载，容易导致回传链路出现拥塞，进一步增加了移动云计算系统的任务处理时延。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于无人机传输的分布式多跳自组网安全通信方法及装置，首先将若干个分布式多跳自组网安全通信装置作为空中和地面通信节点，构建基于无人机传输的分布式多跳自组网；通信节点之间及和后台指挥中心之间通过MESH通信模块进行通信；通信节点收集现场画面、声音数据和网络状态等信息传送至中央处理器；中央处理器将信息通过显示器显示；中央处理器在本地对信息计算处理，若本地无法完成则周围通信节点进行协同计算，若仍无法满足则将任务传回后台指挥中心进行云计算；通信节点还可以将信息储存在本地，依靠无人机间的相遇机会完成信息转发。本发明可有效提高传输成功率、降低传输时延，提高网络综合性能与安全性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：

步骤1：将若干个分布式多跳自组网安全通信装置安装在无人机上，作为空中通信节点；

步骤2：将若干个分布式多跳自组网安全通信装置放置于地面，作为地面通信节点；

步骤3：将空中通信节点和地面通信节点启动并分散布置于各个场景中，构建基于无人机传输的分布式多跳自组网；

步骤4：后台指挥中心对基于无人机传输的分布式多跳自组网进行指挥调控；

步骤5：每个空中通信节点和地面通信节点之间通过自带的MESH通信模块进行通信；

步骤6：每个空中通信节点和地面通信节点与后台指挥中心之间通过MESH通信模块进行通信；

步骤7：每个空中通信节点和地面通信节点通过自带摄像头收集现场画面数据与现场声音数据传送至自身的中央处理器；