一种无人船系留无人机通信系统技术方案

本实用新型专利技术的一种无人船系留无人机通信系统，包括无线自组网通信、系留无人机。所述无线自组网通信系统为无中心、自组织、自愈型战术无线通信网。网内的所有节点均工作在同一个频点的宽带上，节省有限的频率资源。所述系留无人机是为多旋翼无人机的一种形式，使用通过系留线缆传输的船舶电源作为动力来源，本实用新型专利技术的无人船通信系统，可以实现那无人主船与岸基控制基站和无人子船之间的信息链接。本实用新型专利技术无线自组网内的所有节点均工作在同一个频点的宽带上，节省有限的频率资源。网络具有智能控制和管理功能，节点从加电到组网用时不超过5秒，可实现在应急突发现场的快速组网，也可以保证任意节点的快速接入和退出。

【技术实现步骤摘要】
一种无人船系留无人机通信系统
本技术涉及无线通信
，具体涉及一种无人船系留无人机通信系统。
技术介绍
无人船是通过遥控模式或者自主模式在水面上航行，同步开展环境调查、人员搜救、货物运输以及军事行动等活动的智能化水面机器人。无人船通信系统是实现无人船自主航行的关键部分，通过导航设备获取船舶位置、航向、速度和姿态等信息，并将这些状态信息提供给船舶控制系统，指引船舶按照规划的路径准确到达目的地。通过通信设备在无人船与岸端之间建立可靠的无线通信链路，实现信息的双向传输，既将采集到的数据实时回传至岸端，并对无人船实施及时有效的控制。然后，由于无人船所处的海面受海浪、湍流、裂流、涡流等恶劣的自然环境影响、无人船所在海面受障碍物场复杂度影响被其他船只或岛屿遮挡、无人船在深远海岛礁保障支持不足时，无人船的通信性能会衰减甚至中断，无法保障安全航行的需求，从而影响任务的执行。因此，需要一种更为稳定、可靠的无人船通信方案。
技术实现思路
本技术提出的一种无人船系留无人机通信系统，可解决上述技术问题。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种无人船系留无人机通信系统，包括无线自组网通信和系留无人机；无人主船、无人子船及系留无人机和岸基控制基站均部署一部便携式自组网电台，每一个都成为自组网的一个通信节点，由这些自组网电台形成一个自组自愈、智能路由的专网，自组网内的各节点可相互转发指控指令，交换感知态势、设备状态数据，自动连接建立起一个无线移动网络；该网络中每个节点兼具收发器和路由器的功能，以多跳的方式把数据转发到更远的空域。进一步的，所述无线自组网通信系统为无中心、自组织、自愈型战术无线通信网，网内的所有节点均工作在同一个频点的宽带上，无线自组网通信系统包括至少两个通信节点，无人主船、无人子船以及岸基控制站均部署一部无线自组网IP无线电台，每一个都成为自组网的一个通信节点，进行联网通信。进一步的，所述系留无人机是为多旋翼无人机的一种，使用通过系留线缆传输的船舶电源作为动力来源。进一步的，所述无线自组网通信系统包括船端通信系统和岸端通信系统；所述船端通信系统包括数据存储、船载控制中心、各类船载信息子系统、自组网节点；所述岸端通信系统包括数据存储、岸基控制中心、显示输出、自组网节点。进一步的，所述自组网节点包括调制解调控制模块、变频器模块、功率放大模块和视频编码模块；所述调制解调控制模块是无线自组网电台的核心模块，可实现对用户数据的调制解调、转发和路由功能，以及其他与无线自组网电台的自组织控制管理功能；所述视频编码模块是对需要发射的IP数据进行后台分装和加密；所述变频器模块是将天线接收到的射频信号进行下变频，下变频至135MHz的中频信号，将该中频信号转发至调制解调控制模块，进行解调和处理；所述功率放大模块对无线网格网电台的发射信号进行功率放大。进一步的，自组网节点采用TDD时分双工机制，该功放模块具备快速开关电路，可由调制解调模块对其进行高速开关切换，确保发射信号不会对接收到的信号产生干扰。进一步的，所述网内的所有节点均工作在同一个频点的宽带上，所述频点为最高6MHz的宽带或最低2.5MHz的窄带。由上述技术方案可知，本技术的无人船系留无人机通信系统，可实现无人船集群指挥通信，适于与其它无人船或岸端建立可靠的无线通信链路，实现信息的双向传输，所述无人船系留无人机通信系统，系统组成包括无线自组网通信、系留无人机。无人主船、无人子船、系留无人机以及岸基控制基站均部署一部便携式自组网电台，每一个都成为自组网的一个通信节点，由这些自组网电台可以形成一个自组自愈、智能路由、灵活多变、抗毁性强、安全性高的专网，自组网内的各节点可相互转发指控指令，交换感知态势、设备状态等数据，自动连接建立起一个无线移动网络。该网络中每个节点兼具收发器和路由器的功能，以多跳的方式把数据转发到更远的空域。本技术同现有技术方案相比，具有如下优点：1.无线自组网内的所有节点均工作在同一个频点的宽带上，节省有限的频率资源。网络具有智能控制和管理功能，节点从加电到组网用时不超过5秒，可实现在应急突发现场的快速组网，也可以保证任意节点的快速接入和退出。由于网内不存在中心节点或关键节点，因此任意节点的接入和退出对其他节点的正常通信不会造成影响。2.无线自组网通信系统可实现最高6MHz宽带，并实现节点之间最高9Mbps的数据速率，可充分满足多路高清或标清视频与音频、数据等信息的同时传输。或最低2.5MHz的窄带，实现优秀的非视距传输能力，满足在海面恶劣的自然环境下的通信。带宽在节点之间实现按需实时动态分配共享，满足多路音视频和数据的实时调度需求。3.无线自组网内节点之间的无线传输采用COFDM调制技术，可实现视距最高50-70公里的单点传输距离或非视距1-5公里的单点传输距离。基于COFDM的调制技术也可以有效对抗多径衰落、多普勒频移等效应，保证真正的移动中通信，保证如飞机和船舶等搭载平台可在300公里以上时速移动中进行实时双向通信。节点之间均采用自适应调制编码技术，可根据节点之间的链路质量自动选择可用的最高调制编码方式，实现在当前链路质量条件下的最高吞吐速率。4.无线自组网内的节点均具备自动多跳接力功能，可实现由16个节点组成的链状网络进行15跳接力传输，扩展传输距离。任意两个节点之间需要进行的信息传输，在节点之间因距离地形等因素限制的情况下，无法直接传输时，均可通过其他节点进行接力中继传输。并具有路径自由选择、路由自动管理等功能，保证信息通过最短路径进行传输，并根据节点之间的实时连接状态选择是否进行接力中继传输和最优接力中继路径。5.该无线自组网为IP无线局域专网，每个节点都可以为用户提供两路有线IP接口、无线WIFI接口和串口，用于用户的视频、音频和数据等多种应用信息的接入和输出。并可以通过IP接口与卫星通信、短波、超短波、3G/4G或地面网络等其他网络形式对接，实现网络融合和现场音视频数据向其他网络的传递。6.利用无人船载系留无人机作为通信设备承载平台，携带无线自组网IP无线电台，做为宽带无线自组网的一个节点，可大大增加通信网络覆盖范围。7.采用系留无人机对任务目标观察可以比常规无人船观察目标更远。8.采用系留无人机侦查目标时，被雷达发现几率是常规无人船的2.56％，从而极大的提高无人船存活能力。附图说明图1是本技术的结构示意图及其拓扑图；图2是本技术无中心自组织网络拓扑图；图3是实施例二的无人船通信系统及其对应的岸端通信系统的示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。如图1、图2及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人船系留无人机通信系统，包括无线自组网通信和系留无人机，其特征在于：/n无人主船、无人子船及系留无人机和岸基控制基站均部署一部便携式自组网电台，每一个都成为自组网的一个通信节点，由这些自组网电台形成一个自组自愈、智能路由的专网，自组网内的各节点可相互转发指控指令，交换感知态势、设备状态数据，自动连接建立起一个无线移动网络；/n该网络中每个节点兼具收发器和路由器的功能，以多跳的方式把数据转发到更远的空域。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人船系留无人机通信系统，包括无线自组网通信和系留无人机，其特征在于：
无人主船、无人子船及系留无人机和岸基控制基站均部署一部便携式自组网电台，每一个都成为自组网的一个通信节点，由这些自组网电台形成一个自组自愈、智能路由的专网，自组网内的各节点可相互转发指控指令，交换感知态势、设备状态数据，自动连接建立起一个无线移动网络；
该网络中每个节点兼具收发器和路由器的功能，以多跳的方式把数据转发到更远的空域。


2.根据权利要求1所述的无人船系留无人机通信系统，其特征在于：
所述无线自组网通信系统为无中心、自组织、自愈型战术无线通信网，网内的所有节点均工作在同一个频点的宽带上，无线自组网通信系统包括至少两个通信节点，无人主船、无人子船以及岸基控制站均部署一部无线自组网IP无线电台，进行联网通信。


3.根据权利要求1所述的无人船系留无人机通信系统，其特征在于：
所述系留无人机是为多旋翼无人机的一种，使用通过系留线缆传输的船舶电源作为动力来源。


4.根据权利要求2所述的无人船系留无人机通信系统，其特征在于：
所述无线自组网通信系统包括船端通信系统和岸端通信系统；
所述船端通信系统包括数据存储、船载控制中心、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨妙，张明辉，舒赛斐，郭金海，李宝安，
申请(专利权)人：北京航空航天大学合肥创新研究院，
类型：新型
国别省市：安徽;34