无人机自组网通信技术的原理、特点和应用
无人机自组网通信技术是一种基于移动自组织网络（MANET）技术的空中网络技术，它可以为多无人机间提供可靠实时的网络通信，以便多无人机之间可以快速协同完成各种任务。本文介绍了无人机自组网通信技术的基本原理、主要特点和典型应用，分析了无人机自组网通信技术在提高无人机集群的感知、处理、控制和执行能力方面的优势，以及在复杂电磁环境、动态拓扑结构、有限资源等方面的挑战，展望了无人机自组网通信技术的发展趋势和前景。
1. 无人机自组网通信技术的基本原理
无人机自组网（Flying Ad-Hoc Network，FANET）是由无人机担当网络节点组成的具有任意性、临时性和自治性网络拓扑的动态自组织网络系统 。作为网络节点，每架无人机都配备移动自组网络通信模块，既具有路由功能，又具有报文转发功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑。每架无人机在该网络中兼具任务节点和中继节点两种功能：作为任务节点，可在地面控制站或其他无人机的指令控制下执行任务意图；作为中继节点，可根据网络的路由策略和路由表参与路由维护和分组转发工作 。
无人机自组网通信技术主要包括以下几个方面：
1.多址接入协议：用于实现多个无人机节点之间的信道资源分配和共享，以及数据链路层的媒体访问控制。常见的多址接入协议有时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CDMA）、正交频分多址（OFDMA）等。
2.路由协议：用于实现多个无人机节点之间的最优路径选择和建立，以及网络层的数据包转发。常见的路由协议有反向路径广播（RBP）、目标序列距离矢量（DSDV）、动态源路由（DSR）、临时有序区域路由（TORA）、适应性需求距离矢量（AODV）等。
3.拥塞控制协议：用于实现多个无人机节点之间的数据流量控制和负载均衡，以及传输层的数据包重传和丢弃。常见的拥塞控制协议有传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）、无人机自组网传输协议（FANETP）等。
4.安全协议：用于实现多个无人机节点之间的数据加密和认证，以及应用层的数据保密和完整。常见的安全协议有安全套接层（SSL）、传输层安全（TLS）、无线应用协议安全（WAPSEC）、无人机自组网安全协议（FANETSEC）等。
2. 无人机自组网通信技术的主要特点
无人机自组网通信技术除具有独立组网、自组织、动态拓扑、无约束移动、多跳路由等一般自组网网络本身的技术特点以外，还具有以下的任务使用特点 ：
1.适用于复杂地形、非视距应用：单架无人机容易受到地形或其他环境影响，无法实现无人机和地面的实时通信。但无人机自组网中每个无人机都可作为中继机，可以实现复杂地形下和非视距的应用。
2.适用于远距离作业覆盖：由于地球曲率影响，无线电视距传播受到极大的影响，再加上基站周围地形因素的影响，往往通信距离小于50km。当使用无人机自组网通信链路时，离基站最近的无人机除了承担任务机的角色以外，还承担着中继机的角色。当加入中继功能后，数据链的通信距离范围可以增加到150-200km，免去了无人机往返作业及转场的次数，提高了任务效率。
3.抗干扰能力强：自组网网络使所有无人机集群间不再是简单的链式结构，即使在链中的任何环节出现故障，无人机整个系统也不会瘫痪，这就意味着无人机系统的抗干扰能力得到了大幅提高。此外，自组网通信技术还可以采用扩频、跳频、自适应选频等抗干扰技术，提高通信质量和可靠性。
4.智能化程度高：无人机自组网能够及时感知网络变化，自动配置或重构网络，保证数据链路的实时连通，具有高度的自治性和自适应能力。另外，无人机自组网可以实现信息共享，能够将所接受的信息进行处理，并自主决策，实现执行任务智能化。
5.功能多样：无人机自组网后就具有所有终端的功能，各无人机优势互补、分工协作，形成有机整体，获得比单机更好的执行任务效果。
3. 无人机自组网通信技术的典型应用
无人机自组网通信技术在多种复杂环境下及应急通信场景中发挥了重要作用。