[发明专利]一种无人机蜂群网络通信系统及其控制方法

权利要求书

1.一种无人机蜂群网络通信系统，其特征在于，包括：

地面终端，用于通过L0频点与大型无人机组成以地面终端为簇头的一级网络，通过L1频点与小型无人机组成以地面终端为簇头的二级子网；

大型无人机组，用于通过L0频点与地面终端组成以地面终端为簇头的一级网络，通过L1~L4频点与小型无人机组成以大型无人机为簇头的二级子网；

小型无人机组，用于通过L1频点与地面终端组成以地面终端为簇头的二级子网，通过L1~L4频点与大型无人机组成以大型无人机为簇头的二级子网，其中，相邻的二级子网工作在不同的L频点，距离大于预定阈值的二级子网间复用相同的L频点，所述L0~L4频点为从低到高互不重合的L频段频分点。

2.根据权利要求1所述的无人机蜂群网络通信系统，其特征在于，所述大型无人机组中间距小于第一预设距离的大型无人机之间进行协同信息交互；小型无人机组中间距小于第二预设距离的小型无人机之间进行协同信息交互。

3.根据权利要求1所述的无人机蜂群网络通信系统，其特征在于，所述地面终端用于根据小型无人机的节点数量和网络拓扑结构确定二级子网的工作频点，并将二级子网的工作频点分配给二级子网的簇头。

4.根据权利要求1所述的无人机蜂群网络通信系统，其特征在于，所述一级网络和二级子网采用相同的时隙长度和时帧长度，每个时帧的第一个时隙为广播时隙，其余时隙为业务时隙。

5.根据权利要求4所述的无人机蜂群网络通信系统，其特征在于，所述地面终端用于根据一级网络可支持的空中节点数据设置一级网络的时帧结构，根据二级子网的簇内节点数设置二级子网的时帧结构。

6.根据权利要求5所述的无人机蜂群网络通信系统，其特征在于，所述地面终端用于通过地面站广播时隙广播发送组网信息、遥控信息，接收遥测信息；

所述大型无人机用于通过大型机广播时隙收发自身组网信息、遥控信息、遥测信息和相邻大型机节点协同信息；

作为簇头的大型无人机还用于向地面终端转发簇内节点的遥测信息，并向簇内节点转发地面终端的遥控信息；

所述小型无人机用于通过小型机广播时隙收发自身组网信息、遥测信息和相邻小型机节点协同信息，接收簇头的遥控信息。

7.根据权利要求6所述的无人机蜂群网络通信系统，其特征在于，当任务量变化时，所述地面终端用于向空中节点发送改变网络组网架构的广播信息，使空中节点按照变化后的网络组网架构对应的时帧结构重新组网。

8.根据权利要求1所述的无人机蜂群网络通信系统，其特征在于，所述地面终端用于根据视频业务量分配业务时隙，使各节点通过业务时隙进行视频业务交互。

9.根据权利要求1所述的无人机蜂群网络通信系统，其特征在于，所述地面终端与大型无人机之间的一级网络的通信距离不小于110km，所述大型无人机组中相邻大型无人机之间的通信距离不小于5km；所述地面终端与小型无人机之间的二级子网的通信距离不小于30km，所述小型无人机组中相邻小型无人机之间的通信距离和所述大型无人机与小型无人机之间的二级子网的通信距离不小于5km。

10.一种无人机蜂群网络通信系统的控制方法，其特征在于，包括：

根据待执行任务量确定如权利要求1-9任一项中所述的无人机蜂群网络通信系统中一级网络和二级子网的节点数量、节点ID的目标簇头ID；

根据所述节点数量确定一级网络和二级子网的时帧结构，根据节点之间的通信距离确定组网工作频点，并基于所述时帧结构、工作频点和节点ID的目标簇头ID进行组网和信息交互；

当节点数量和通信距离变化时，重新确定一级网络和二级子网的时帧结构和工作频点，基于新的时帧结构和工作频点重新组网。