基于回溯天线的无人机集群多信道定向组网方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及一种基于回溯天线的无人机集群多信道定向组网方法和装置。首先确定无人机集群中的源节点和目标节点，然后由源节点通过回溯天线的各个定向波束轮询发送RTS帧。目的节点通过回溯天线接收RTS帧，选择源节点和目标节点间的公共空闲信道，生成CTS帧并通过回溯天线的各个定向波束轮询发送。源节点根据CTS帧更新本地波束信道数据，并根据更新后的本地波束信道数据生成RES帧并发送。目标节点根据收到的RES帧更新本地波束信道数据。随后根据源节点和目标节点的本地波束信道数据进行无人机集群组网。本申请可以解决无人机集群中的干扰、隐藏终端、耳聋等问题，够提高频率资源的重用性和集群网络的传输性能，降低网络干扰。

【技术实现步骤摘要】
基于回溯天线的无人机集群多信道定向组网方法和装置
本申请涉及无人机集群组网
，特别是涉及一种基于回溯天线的无人机集群多信道定向组网方法和装置。
技术介绍
无人机集群技术发展迅速，无人机网络中节点数量不断增加，节点密度越来越大。在大规模无人机集群网络中，无人机的通信需要适应冲突、干扰、窃听等复杂的电磁环境。同时，由于数据量太大，无人机集群通信中网络资源的竞争和干扰非常激烈。因此，提高网络资源复用性、高效地进行资源调度、降低通信链路间的干扰等问题的研究对提高大规模无人机集群网络的网络性能具有重要意义。目前在无人机网络中的数据传输大多基于全向通信，这种方式存在以下几方面的缺点：第一，由于无人机平台由于其资源受限的特点，平台搭载的全向天线的传输距离较短，限制了无人机网络的覆盖能力。第二，随着无人机数量和密度的增加，网络中信道和受到干扰的可能性也急剧上升，限制了无人机网络的编队性能。第三，基于全向通信的无人机网络的保密性较差，并且容易受到外界信号的干扰，系统的安全性不高。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高网络覆盖能力、抗干扰性能和保密性能的，基于回溯天线的无人机集群多信道定向组网方法和装置。一种基于回溯天线的无人机集群多信道定向组网方法，所述方法包括：确定无人机集群中的源节点和目标节点。由源节点：根据源节点的本地波束信道数据生成RTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送RTS帧。接收目标节点响应RTS帧发送的CTS帧，根据CTS帧和接收CTS帧的定向波束，更新源节点的本地波束信道数据。根据更新后的本地波束信道数据生成RES帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送RES帧。由目标节点：通过回溯天线接收源节点发送的RTS帧，根据接收RTS帧的定向波束、RTS帧和目标节点的本地波束信道数据，得到对应的信道选择数据。根据信道选择数据生成CTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送CTS帧。接收源节点发送的RES帧，根据RES帧对应更新本地波束信道数据。根据源节点和目标节点的本地波束信道数据建立对应的信道，建立无人机集群网络。其中一个实施例中，还包括，由目标节点的相邻节点：通过回溯天线接收CTS帧，根据CTS帧和接收CTS帧的定向波束，更新目标节点的相邻节点的本地波束信道数据。其中一个实施例中，还包括，由源节点的相邻节点：通过回溯天线接收RES帧，根据述RES帧和接收所述RES帧的定向波束，更新所述源节点的相邻节点的本地波束信道数据。其中一个实施例中，确定无人机集群中的源节点和目标节点的方式包括：在预设的控制时间窗口中，由无人机节点基于竞争机制接入预设的控制信道。将接入控制信道的无人机节点作为源节点，将未接入控制信道的无人机节点作为目标节点。其中一个实施例中，所述方法还包括：在预设的数据传输时间窗口中，由源节点和或目标节点使用预先建立的信道传输任务数据。其中一个实施例中，由无人机节点基于竞争机制接入预设的控制信道的方式包括：由无人机节点基于802.11DCF机制接入预设的控制信道。其中一个实施例中，由无人机节点基于竞争机制接入预设的控制信道的方式包括：根据二进制随机退避算法得到无人机节点竞争接入控制信道的尝试间隔时间。一种基于回溯天线的无人机集群多信道定向组网装置，所述装置包括：节点设置模块，用于确定无人机集群中的源节点和目标节点。源节点RTS帧发送模块，用于根据源节点的本地波束信道数据生成RTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送RTS帧。源节点信道数据更新模块，用于接收目标节点响应RTS帧发送的CTS帧，根据CTS帧和接收CTS帧的定向波束，更新源节点的本地波束信道数据。源节点RES帧发送模块，用于根据更新后的本地波束信道数据生成RES帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送RES帧。目标节点信道选择模块，用于通过回溯天线接收源节点发送的RTS帧，根据接收RTS帧的定向波束、RTS帧和本地波束信道数据，得到对应的信道选择数据。目标节点CTS帧发送模块，用于根据信道选择数据生成CTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送CTS帧。目标节点信道数据更新模块，用于接收源节点发送的RES帧，根据RES帧对应更新本地波束信道数据。组网模块，用于根据源节点和目标节点的本地波束信道数据建立对应的信道，建立无人机集群网络。一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：确定无人机集群中的源节点和目标节点。由源节点：根据源节点的本地波束信道数据生成RTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送RTS帧。接收目标节点响应RTS帧发送的CTS帧，根据CTS帧和接收CTS帧的定向波束，更新源节点的本地波束信道数据。根据更新后的本地波束信道数据生成RES帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送RES帧。由目标节点：通过回溯天线接收源节点发送的RTS帧，根据接收RTS帧的定向波束、RTS帧和目标节点的本地波束信道数据，得到对应的信道选择数据。根据信道选择数据生成CTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送CTS帧。接收源节点发送的RES帧，根据RES帧对应更新本地波束信道数据。根据源节点和目标节点的本地波束信道数据建立对应的信道，建立无人机集群网络。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：确定无人机集群中的源节点和目标节点。由源节点：根据源节点的本地波束信道数据生成RTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送RTS帧。接收目标节点响应RTS帧发送的CTS帧，根据CTS帧和接收CTS帧的定向波束，更新源节点的本地波束信道数据。根据更新后的本地波束信道数据生成RES帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送RES帧。由目标节点：通过回溯天线接收源节点发送的RTS帧，根据接收RTS帧的定向波束、RTS帧和目标节点的本地波束信道数据，得到对应的信道选择数据。根据信道选择数据生成CTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送CTS帧。接收源节点发送的RES帧，根据RES帧对应更新本地波束信道数据。根据源节点和目标节点的本地波束信道数据建立对应的信道，建立无人机集群网络。与现有技术相比，上述一种基于回溯天线的无人机集群多信道定向组网方法、装置、计算机设备和存储介质，首先确定无人机集群中的源节点和目标节点，然后由源节点：根据源节点的本地波束信道数据生成RTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送RTS帧；接收目标节点响应RTS帧发送的CTS帧，根据CTS帧和接收CTS帧的定向波束，更新源节点的本地波束信道数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于回溯天线的无人机集群多信道定向组网方法，其特征在于，所述方法包括：/n确定无人机集群中的源节点和目标节点；/n由所述源节点：/n根据所述源节点的本地波束信道数据生成RTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送所述RTS帧；/n接收所述目标节点响应所述RTS帧发送的CTS帧，根据所述CTS帧和接收所述CTS帧的定向波束，更新所述源节点的本地波束信道数据；/n根据更新后的本地波束信道数据生成RES帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送所述RES帧；/n由所述目标节点：/n通过回溯天线接收所述源节点发送的RTS帧，根据接收所述RTS帧的定向波束、所述RTS帧和本地波束信道数据，得到对应的信道选择数据；/n根据所述信道选择数据生成CTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送所述CTS帧；/n接收所述源节点发送的RES帧，根据所述RES帧对应更新本地波束信道数据；/n根据所述源节点和所述目标节点的本地波束信道数据建立对应的信道，建立无人机集群网络。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于回溯天线的无人机集群多信道定向组网方法，其特征在于，所述方法包括：
确定无人机集群中的源节点和目标节点；
由所述源节点：
根据所述源节点的本地波束信道数据生成RTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送所述RTS帧；
接收所述目标节点响应所述RTS帧发送的CTS帧，根据所述CTS帧和接收所述CTS帧的定向波束，更新所述源节点的本地波束信道数据；
根据更新后的本地波束信道数据生成RES帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送所述RES帧；
由所述目标节点：
通过回溯天线接收所述源节点发送的RTS帧，根据接收所述RTS帧的定向波束、所述RTS帧和本地波束信道数据，得到对应的信道选择数据；
根据所述信道选择数据生成CTS帧，通过回溯天线的各个定向波束轮询发送所述CTS帧；
接收所述源节点发送的RES帧，根据所述RES帧对应更新本地波束信道数据；
根据所述源节点和所述目标节点的本地波束信道数据建立对应的信道，建立无人机集群网络。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
由所述目标节点的相邻节点：
通过回溯天线接收所述CTS帧，根据所述CTS帧和接收所述CTS帧的定向波束，更新所述目标节点的相邻节点的本地波束信道数据。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
由所述源节点的相邻节点：
通过回溯天线接收所述RES帧，根据所述RES帧和接收所述RES帧的定向波束，更新所述源节点的相邻节点的本地波束信道数据。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定无人机集群中的源节点和目标节点的方式包括：
在预设的控制时间窗口中，由无人机节点基于竞争机制接入预设的控制信道；
将接入所述控制信道的无人机节点作为源节点，将未接入所述控制信道的无人机节点作为目标节点。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在预设的数据传输时间窗口中，由所述源节点和或所述目标节点使用预先建立的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海涛，魏急波，谢添，熊俊，辜方林，周力，张晓瀛，张姣，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43