[发明专利]一种基于TDMA-MAC协议的无人机集群通信方法

说明书

一种基于TDMA‑MAC协议的无人机集群通信方法。控制信道C₀上获取时隙的过程为：在控制信道C₀中传播的每个数据包的报头中，传输节点a包括N(a)和每个节点z∈N(b)使用的时隙；节点b启动时，其收发器开始接收控制信道C₀中一帧内的所有信息，在完整收到一帧的信息之后，节点b确定N(b)和每个节点i使用的时隙以及两跳集内所有节点使用的时隙集T₀(b)；i∈N(b)；N(a)和N(b)分别表示节点a和b的一跳邻居的ID集；T₀(b)表示节点b在下一个时隙S₀中不能使用的时隙。本发明能够在无人机群拓扑结构发生变化的情况下有效调整时隙的分配来有效确保机间通信过程的稳定性和信息传输的可靠性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种面向无人机集群通信的基于TDMA-MAC协议的通信方法。

背景技术

近几年无人机集群通信技术迅速成为无人机技术的一个研究热点，引起了国际社会上无数专家学者的深入研究探讨，目前，已经有不少国家实现了多旋翼无人机集群的飞行试验，但在固定翼无人机集群试验上却寥寥无几。国外航空航天机构及大学等研究机构针对专用网络或移动通信标准网络，研究了FANET(Flying Ad-hoc Network)、MANET(Mobile Ad-hoc NET)、VANET(Vehicular Ad-hoc NET)自组网通信技术；中国电科2017年成功完成了119架固定翼无人机集群飞行试验，刷新了此前2016年珠海航展上同样由中国电科完成的67架固定翼无人机集群试验纪录，这标志着我国在智能无人集群领域的又一突破，奠定了我国在该领域的领先地位。在这些试验当中，大规模无人机群在高空、高速飞行的情况下进行机间通信是对MAC协议的严峻挑战。比如基于ALOHA的MAC协议信息分发拥堵现象较为严重；又比如基于CSMA的MAC协议会有较大的监听延迟问题，在通信期间出现这些问题很有可能导致无人机相互碰撞、毁坏、甚至爆炸。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种面向无人机集群通信的基于TDMA-MAC协议的通信方法，能够在无人机群拓扑结构发生变化的情况下有效调整时隙的分配来有效确保机间通信过程的稳定性和信息传输的可靠性。

解决前述技术问题的技术方案为：一种面向无人机集群通信的基于TDMA-MAC协议的通信方法，

控制信道C₀上获取时隙的过程为：

在控制信道C₀中传播的每个数据包的报头中，传输节点a包括N(a)和每个节点z∈N(b)使用的时隙；节点b启动时，其收发器开始接收控制信道C₀中一帧内的所有信息，在完整收到一帧的信息之后，节点b确定N(b)和每个节点i使用的时隙以及两跳集内所有节点使用的时隙集T₀(b)；i∈N(b)；N(a)和N(b)分别表示节点a和b的一跳邻居的ID集；T₀(b)表示节点b在下一个时隙S₀中不能使用的时隙；

服务信道上获取时隙的过程为：