一种无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法与流程

1.本发明涉及无人机自组网技术领域，具体涉及一种无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法和无人机蜂群动态拓扑网络。


背景技术：

2.目前，无人机蜂群多采用移动自组网策略，移动自组网网络结构分为平面结构和分级结构两种。其中，平面结构中所有无人机节点都处于同一个层次上，任意通信的两个节点间存在多跳通信链路，需通过路由算法完成节点间的通信。该方法的优势是结构简单，能够将业务量平均分配到各个路径，实现负载的均衡。但是平面网络结构容易受到通信范围和网络规模及环境的影响，只能应用到规模较小、拓扑结构简单的网络中，尤其会随着节点数量的增多增大网络开销和时延，无法保证动态拓扑的有效维护和业务的实时传输。分级结构则是将网络中所有节点划分为簇，每个簇网络包含一个网络管理员(簇首)和若干个成员节点，簇首负责整个簇子网络的拓扑维护和资源管理，成员节点仅负责数据传输等网络基础业务。相对平面结构来说，分级结构支持较大规模的网络节点，易于维护较为复杂的动态拓扑结构。
3.在实际应用场景中，分布式、分簇组网方式利用簇首节点通过多跳通信的方式进行指挥控制，但是无人机的高速移动造成拓扑的频繁变化和节点之间的断开，使得固定簇首的路由方案不足以适应频繁变化的网络拓扑，无法满足特定任务场景下异构平台间的高效协同。
4.因此，需要一种无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，能够针对网络拓扑频繁变化的场景，建立快速可靠的通信链路以匹配不同业务需求，有效完成密集节点的动态拓扑维护。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本方案提出了一种无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，通过将固定簇首和动态簇首相结合，既有动态簇首的灵活性，也有固定簇首的稳定性，能够针对网络拓扑变化快速建立可靠的通信链路，并对动态网络拓扑进行实时管理和维护，使无人机蜂群能够应对复杂多变的组网环境。
6.根据本发明的第一方面，提供一种无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，首先，根据无人机通信载荷能力将空中节点划分为中大型无人机和小型无人机。然后，以中大型无人机为固定簇首构建一级中继网络，以小型无人机为簇子节点构建下层蜂群网络；接着，在下层蜂群网络中选举出临时簇首，组成以临时簇首为中继机的子簇网络；最后，通过正交跳频图案在一级中继网络与子簇网络之间进行双向信息交互。
7.可选地，在上述无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法中，中大型无人机开机后进行信道感知、同步和邻居发现，选举出与地面站单跳通信的固定簇首，组成一级中继网络；根据一级中继网络中固定簇首的数量确定下层蜂群网络中分簇的数量。
8.可选地，在上述无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法中，一级中继网络中一个固定簇首对应两个子簇网络；每个固定簇首通过第一正交跳频图案和第二正交跳频图案同时接收两个子簇网络发送的信息。
9.可选地，在上述无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法中，小型无人机节点开机进行信道感知并形成可用信道集，每个小型无人机节点选择信道集中标号最小的信道作为工作信道；在选定的工作信道上发送hello包进行邻居发现，完成临时簇首选举和子簇网络的建立。
10.可选地，在上述无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法中，在选定的工作信道上发送hello包进行邻居发现，完成临时簇首选举和子簇网络的建立的步骤包括：步骤1、小型无人机节点在选定的工作信道上收发hello包，若收到其它节点的hello包则将该节点作为邻居节点，并更新自身维护的信息表和邻居信息表；步骤2、节点收到新邻居节点信息，同步进行权值计算并更新hello包；步骤3、若步骤1和步骤2持续n个超帧，则进入步骤4，否则返回步骤1，n为子簇网络内的节点数；步骤4、节点查询本地记录的邻居节点信息表，若节点无邻居信息，则节点为孤立节点，默认为簇首节点，然后进入步骤5；若节点有邻居信息，则比较自身节点权值是否为所有邻居节点中的最小值：若是所有邻居节点中的唯一最小值，推选自己为簇首节点然后进入步骤5；若本节点权值与邻居节点权值同为最小值，通过最小id准则判断，id指节点号，若本节点id值小，则继续推选自己为簇首，然后进入步骤5，否则转为簇子节点然后进入步骤6；若不是所有邻居节点中的最小值，则进入成员节点状态，然后进入步骤6；步骤5、簇首节点周期性广播参考帧；步骤6、簇子节点等待接收参考帧，收到簇首广播的参考帧的节点向簇首发送入簇请求消息进入步骤7；步骤7、若簇子节点收到来自簇首节点批准后回复入网确认消息，则入网完成，节点完善本地信息表，否则进入步骤6。
11.可选地，在上述无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法中，采用时分双工/时分多址的方式为子簇网络中的各节点进行时隙分配，将每个时帧周期划分为网络维护时隙、中继转发时隙、中继预留时隙和业务时隙；子簇网络中每个节点在网络维护时隙发送mac控制信息、遥测信息和协同信息，在业务时隙传输视频业务信息；临时簇首在中继转发时隙和/或中继预留时隙向固定簇首转发子簇网络内节点发送的mac控制信息、遥测信息和协同信息。
12.可选地，在上述无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法中，当下层蜂群网络的网络拓扑结构发生变化时，每个子簇网络内小型无人机节点重新选举新的临时簇首；子簇网络内小型无人机节点通过新的临时簇首与固定簇首进行信息交互。
13.根据本发明的第二方面，本方案提供了一种无人机蜂群动态拓扑网络，可以通过如上的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法构建，该系统包括：以中大型无人机为固定簇首的一级中继网络和以小型无人机为临时簇首的子簇网络，子簇网络中的小型无人机适于通过临时簇首与固定簇首通信。
14.可选地，在上述无人机蜂群动态拓扑网络中，固定簇首通过第一正交跳频图案和第二正交跳频图案同时接收两个子簇网络发送的信息，通过第三正交跳频图案向簇内节点
发送信息。
15.根据本发明的方案，通过将固定簇首和动态簇首相结合，既有动态簇首的灵活性，也有固定簇首的稳定性，能够针对网络拓扑变化快速建立可靠的通信链路，并对动态网络拓扑进行实时管理和维护，使无人机蜂群能够应对复杂多变的组网环境。
16.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了根据本发明一个实施例的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法100的流程示意图；图2示出了根据本发明一个实施例的无人机蜂群组网通信链路示意图。
具体实施方式
18.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
19.无人机自组网分级结构中所有节点划分为簇，每个簇内包含一个簇首和若干成员节点，簇首负责簇内网络的拓扑维护和资源管理，成员节点负责数据传输等基础业务。如果簇首固定不变，某些簇内成员节点虽然适合中继通信，但由于不是簇首，无法中继通信，导致延误无人机群的战斗时机。
20.为了使无人机蜂群适应网络拓扑的变化，快速建立可靠的通信链路，本方案提供了一种无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，将动态簇首和固定簇首相结合，能够使无人机蜂群适应复杂多变的组网环境，高效完成密闭节点的动态拓扑维护。
21.图1示出了根据本发明一个实施例的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法100的流程示意图。如图1所示，该方法100始于步骤s110，根据无人机通信载荷能力将空中节点划分为中大型无人机节点和小型无人机节点。
22.由于无人机可搭载的通信载荷在体积、功耗和重量等方面不同，可以根据无人机通信载荷能力，将大量的空中节点划分为中大型无人机节点和小型无人机节点两类。
23.其中，中大型无人机指空机起飞重量在25千克至150千克之间、最大载荷重量大于10千克的无人机，可以作为通信中继机进行信息的转发；小型无人机指空机起飞重量不大于25千克，且最大载荷重量不大于10千克的无人机，可以作为任务机承担侦查、追踪、预警、打击等任务，并通过通信中继机与地面站通信。
24.随后执行步骤s120，以中大型无人机为固定簇首构建一级中继网络，以小型无人机为簇子节点构建下层蜂群网络。
25.中大型无人机开机后进行信道感知、同步和邻居发现，选举出与地面站单跳通信的固定簇首，组成一级中继网络。固定簇首可以为簇内节点提供时隙分配、实现簇内节点间信息转发、负责簇内节点的退入网管理和频谱资源调度等。
26.各小型无人机可以进一步构建下层蜂群网络，用来完成协同信息交互、频谱资源的管理、网络拓扑的管理等。可以根据一级中继网络中固定簇首的数量确定下层蜂群网络中分簇的数量和分簇内子簇的数量。
27.例如，如果一级中继网络中包含2个固定簇首，每个固定簇首采用双链路接收，因此需要将下层蜂群网络划分为两个簇，每个簇内包含两个子簇。如果一级中继网络中包含4个固定簇首，则需要将下层蜂群网络划分为4个簇，每个簇内包含两个子簇。
28.随后执行步骤s130，在下层蜂群网络中选举出临时簇首，组成以临时簇首为中继机的子簇网络。
29.具体地，下层蜂群网络中小型无人机开机后进行信道感知并形成可用信道集，每个小型无人机节点都选择信道集中标号最小的信道作为工作信道。随后，小型无人机节点在选定的工作信道上发送hello包进行邻居发现，在此基础上完成簇首选举和子簇网络的建立。
30.其中，邻居发现过程包括：步骤1、小型无人机节点在选定的工作信道上收发hello包，若收到其它节点的hello包则将该节点作为邻居节点，并更新自身维护的信息表和邻居信息表；步骤2、节点收到新邻居节点信息，同步进行权值计算并更新hello包；步骤3、若步骤1和步骤2持续n个超帧，则进入步骤4，否则返回步骤1，n为子簇网络内的节点数；步骤4、节点查询本地记录的邻居节点信息表，若节点无邻居信息，则节点为孤立节点，默认为簇首节点，然后进入步骤5；若节点有邻居信息，则比较自身节点权值是否为所有邻居节点中的最小值：若是所有邻居节点中的唯一最小值，推选自己为簇首节点然后进入步骤5；若本节点权值与邻居节点权值同为最小值，通过最小id准则判断，id指节点号，若本节点id值小，则继续推选自己为簇首，然后进入步骤5，否则转为簇子节点然后进入步骤6；若不是所有邻居节点中的最小值，则进入成员节点状态，然后进入步骤6；步骤5、簇首节点周期性广播参考帧；步骤6、簇子节点等待接收参考帧，收到簇首广播的参考帧的节点向簇首发送入簇请求消息进入步骤7；步骤7、若簇子节点收到来自簇首节点批准后回复入网确认消息，则入网完成，节点完善本地信息表，否则进入步骤6。
31.选举出代表本区域的簇首，该簇首得到固定簇首认定后才成为真正的临时簇首。该邻居范围内的小型无人机节点以成员身份接入该临时簇首，完成子簇网络的构建，以实现子簇网络内的协同通信。
32.图2示出了根据本发明一个实施例的无人机蜂群组网通信链路示意图。图2示出了根据本发明提供的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法构建的两级中继无人机集群组网，即以中大型无人机为固定簇首的一级中继网络和以小型无人机为临时簇首的子簇网络。子簇网络内的小型无人机通过临时簇首与固定簇首通信。
33.如图2所示，一级中继网络包括4架通信中继机。4架通信中继机中两架作为簇首节点(固定簇首1和固定簇首2)，固定簇首的功率大、接收灵敏度高能够满足中继转发任务需求。与固定簇首相距较远的小型无人机集群自组网中的各任务机(例如76架任务机)划分为2个簇(簇1和簇2)，每个簇38架任务机，每个簇再分为两个子簇(子簇1、子簇2、子簇3、子簇4)，每个子簇19架任务机。每个小型无人机节点都可作为任务机，各任务机的发射功率和性能基本一致。
34.每个子簇网络可以选取一个临时簇首与固定簇首通信，这个子簇网络内的其他任务机都通过临时簇首与固定中继网络中通信。
35.最后执行步骤s140，通过正交跳频图案在一级中继网络与子簇网络之间进行双向信息交互。
36.为了避免数据收发过程中的相互干扰，可以采用不同的正交跳频图案进行信息的收发。
37.为了提高网络传输效率和抗干扰性，固定簇首可以采用双链路进行数据接收。即，固定簇首通过第一正交跳频图案和第二正交跳频图案同时接收两个子簇网络发送的信息，通过第三正交跳频图案向簇内节点发送信息。参照图2，簇首1分别采用正交跳频图案f1和f2接收；簇首2分别采用正交跳频图案f3和f4接收。两个簇首节点采用正交跳频图案f5分时发送，其余两个中继机作为簇首备份节点在正交跳频图案f5上监听信道。
38.子簇1和子簇2内节点组队分别使用正交跳频图案f1和f2同时通过临时簇首向固定簇首发送信息，簇内所有节点采用正交跳频图案f5和对应子簇内节点的发送图案进行接收。子簇3和子簇4内节点组队分别使用正交跳频图案f3和f4同时发送，簇内所有节点采用正交跳频图案f5和对应子簇内节点的发送图案进行接收。这样通过5组正交跳频图案，完成4个子簇网络和两个固定簇首的灵活快速通信。
39.为了提高中大型无人机的信号接收能力，扩充信道容量，固定簇首采用双链路接收，因此，可以采用时分双工/时分多址方式为子簇网络内的各节点进行时隙分配，将每个时帧周期划分为网络维护时隙、中继转发时隙、中继预留时隙和业务时隙，使各任务机和临时簇首在分配的时隙内进行信息传输。
40.其中，时分多址是把时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙，一个信道由一个周期性时隙构成，多个节点可以共享相同的频率。以图2所示的无人机蜂群组网通信链路为例进行时隙分配规划。表1示出了根据本发明一个实施例的子簇网络内节点时隙分配表。
41.簇内的两个子簇共19对节点，每一对节点在固定的时隙同时发送信息(采用两组正交跳频序列)。如上表1所示，每1个时帧周期内，时隙0～时隙21总共22个时隙固定占用，前0～19个时隙为网络维护时隙，子簇内节点在网络维护时隙传输mac控制信息、遥测信息及协同信息，在业务时隙传输视频业务信息、phy控制信息等。
42.临时簇首在中继转发时隙和/或中继预留时隙向固定簇首转发子簇网络内节点发送的mac控制信息、遥测信息和协同信息。如表1所示，时隙20～21内临时簇首节点用于中转簇间信息，可通过配置重复发送的形式获取高可靠性。时隙22～23为中继预留时隙，可以根据中继任务机的数量按需占用。时隙24～时隙77总共54个时隙，为业务、phy控制时隙，用于传输图片或视频业务信息和phy控制信息等。这样任务机发送信息、中继机通信都可以按部就班的进行。
43.下面对上面的各个时隙进行说明：固定时隙：每个节点占用1个时隙，用于发送遥控、遥测、协同、及mac数据链路层控制等网络维护信息，以时帧为周期发送，每一个节点/时隙可实现低速率的控制信令(例如80kbps)的速率，可以通过配置重复发送的形式获取高可靠性。
44.中继预留时隙：预留2个时隙，中继任务机节点按需占用；中继转发时隙：每个簇首占用1个时隙，可实现低速率的控制信令(例如80kbps)的速率，可以通过配置重复发送的形式获取高可靠性。
45.phy控制时隙：200ms周期，发送跳频同步序列，占用两个时隙。
46.业务时隙：子簇内节点调度，动态分配，保证1路视频，54个业务时隙可实现高速率(例如6mbsp)业务速率，理论上可以实现三路视频的回传。
47.需要说明的是，临时簇首的选择是动态的，当下层蜂群网络的网络拓扑结构发生变化时，每个子簇网络内小型无人机节点重新选举新的临时簇首。子簇网络内小型无人机节点通过新的临时簇首与固定簇首进行信息交互。
48.根据本发明提供的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，通过将固定簇首和临时簇首结合，并且根据网络拓扑结构实时更新临时簇首，能够有效完成密集节点的动态拓扑维护；通过采用多组正交跳频图案实现上下行双向通信，能够减少信道之间的干扰。
49.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
50.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的
权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
51.本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。
52.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
53.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
54.此外，实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。
55.如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
56.尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

技术特征：
1.一种无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，其特征在于，包括：根据无人机通信载荷能力将空中节点划分为中大型无人机和小型无人机；以中大型无人机为固定簇首构建一级中继网络，以小型无人机为簇子节点构建下层蜂群网络；在所述下层蜂群网络中选举出临时簇首，组成以所述临时簇首为中继机的子簇网络；通过正交跳频图案在所述一级中继网络与所述子簇网络之间进行双向信息交互。2.根据权利要求1所述的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，其特征在于，所述以中大型无人机为固定簇首构建一级中继网络，以小型无人机为簇子节点构建下层蜂群网络的步骤包括：中大型无人机开机后进行信道感知、同步和邻居发现，选举出与地面站单跳通信的固定簇首，组成一级中继网络；根据所述一级中继网络中固定簇首的数量确定下层蜂群网络中分簇的数量。3.根据权利要求2所述的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，其特征在于，所述根据所述一级中继网络中固定簇首的数量确定下层蜂群网络中分簇的数量的步骤包括：一级中继网络中一个固定簇首对应两个子簇网络；每个固定簇首通过第一正交跳频图案和第二正交跳频图案同时接收两个子簇网络发送的信息。4.根据权利要求1所述的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，其特征在于，所述在所述下层蜂群网络中选举出临时簇首，组成以所述临时簇首为中继机的子簇网络的步骤包括：小型无人机节点开机进行信道感知并形成可用信道集，每个小型无人机节点选择信道集中标号最小的信道作为工作信道；在选定的工作信道上发送hello包进行邻居发现，完成临时簇首选举和子簇网络的建立。5.根据权利要求4所述的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，其特征在于，所述在选定的工作信道上发送hello包进行邻居发现，完成临时簇首选举和子簇网络的建立的步骤包括：步骤1、小型无人机节点在选定的工作信道上收发hello包，若收到其它节点的hello包则将该节点作为邻居节点，并更新自身维护的信息表和邻居信息表；步骤2、节点收到新邻居节点信息，同步进行权值计算并更新hello包；步骤3、若步骤1和步骤2持续n个超帧，则进入步骤4，否则返回步骤1，n为子簇网络内的节点数；步骤4、节点查询本地记录的邻居节点信息表，若节点无邻居信息，则节点为孤立节点，默认为簇首节点，然后进入步骤5；若节点有邻居信息，则比较自身节点权值是否为所有邻居节点中的最小值：若是所有邻居节点中的唯一最小值，推选自己为簇首节点然后进入步骤5；若本节点权值与邻居节点权值同为最小值，通过最小id准则判断，id指节点号，若本节点id值小，则继续推选自己为簇首，然后进入步骤5，否则转为簇子节点然后进入步骤6；若不是所有邻居节点中的最小值，则进入成员节点状态，然后进入步骤6；步骤5、簇首节点周期性广播参考帧；
步骤6、簇子节点等待接收参考帧，收到簇首广播的参考帧的节点向簇首发送入簇请求消息进入步骤7；步骤7、若簇子节点收到来自簇首节点批准后回复入网确认消息，则入网完成，节点完善本地信息表，否则进入步骤6。6.根据权利要求1所述的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，其特征在于，所述通过正交跳频图案在所述一级中继网络与所述子簇网络之间进行双向信息交互的步骤包括：采用时分双工/时分多址的方式为所述子簇网络中的各节点进行时隙分配，将每个时帧周期划分为网络维护时隙、中继转发时隙、中继预留时隙和业务时隙；子簇网络中每个节点在网络维护时隙发送mac控制信息、遥测信息和协同信息，在业务时隙传输视频业务信息；所述临时簇首在中继转发时隙和/或中继预留时隙向固定簇首转发子簇网络内节点发送的mac控制信息、遥测信息和协同信息。7.根据权利要求1所述的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，其特征在于，所述方法包括：当下层蜂群网络的网络拓扑结构发生变化时，每个子簇网络内小型无人机节点重新选举新的临时簇首；子簇网络内小型无人机节点通过新的临时簇首与所述固定簇首进行信息交互。8.一种无人机蜂群动态拓扑网络，其特征在于，适于通过如权利要求1-8任意一项中所述的无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法构建，所述系统包括：以中大型无人机为固定簇首的一级中继网络和以小型无人机为临时簇首的子簇网络，所述子簇网络中的小型无人机适于通过所述临时簇首与所述固定簇首通信。9.根据权利要求8所述的无人机蜂群动态拓扑网络，其特征在于，所述固定簇首通过第一正交跳频图案和第二正交跳频图案同时接收两个子簇网络发送的信息，通过第三正交跳频图案向簇内节点发送信息。

技术总结
本发明公开了一种无人机蜂群动态拓扑网络的构建方法，包括：根据无人机通信载荷能力将空中节点划分为中大型无人机和小型无人机；以中大型无人机为固定簇首构建一级中继网络，以小型无人机为簇子节点构建下层蜂群网络；在下层蜂群网络中选举出临时簇首，组成以临时簇首为中继机的子簇网络；通过正交跳频图案在一级中继网络与子簇网络之间进行双向信息交互。本方案能够使无人机蜂群建立动态拓扑结构，并对无线频谱资源进行高效利用，提高无人机蜂群的网络通信性能。的网络通信性能。的网络通信性能。


技术研发人员：熊军 郜春雨 滕国宝
受保护的技术使用者：西安宇飞电子技术有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/6