基于自由空间光的无人机集群通信载荷技术发展现状与趋势
2021-08-24苏绍璟童小钟魏俊宇
国防科技大学学报 2021年4期
苏绍璟,童小钟,魏俊宇,吴 鹏
(国防科技大学 智能科学学院, 湖南 长沙 410073)
随着无人驾驶飞行器应用领域的扩大,无人机作为新时期的高科技装备,对改变作战样式、打赢未来战争起着至关重要的作用。传统的射频(Radio Frequency, RF)通信在高压线和通信基站等环境下易受磁场干扰影响,难以实时高效地通信,影响无人机集群的协同作战效能,此外,RF通信的广播特性容易产生同频干扰和安全问题,制约了无人机的隐身性能。而自由空间光(Free Space Optical, FSO)通信拥有大带宽,免许可证,隐秘安全且不易受干扰的优势,在安全和保密性能方面是传统的RF通信无法比拟的,因此非常适合军事通信[1-3]。同时,无人机在商业领域的发展也非常迅速,已经广泛应用于搜索和救援[4]、工农业检测[5]、道路交通监控[6]、地震灾区评估[7]、地理信息三维测绘[8]等领域。
近年来,无人机集群承担的任务向多元化方向发展。在军事方面,美国和俄罗斯等国家已经让其担负战场情报搜索、监视和侦察打击等任务,任务复杂度对信息传输提出了低延时、大带宽和高保密性的要求,通信质量的好坏决定了其生存能力和任务成功与否。基于FSO的无人机集群通信仅需通过光强便可及时有效进行冲突检测和避免碰撞,有效提升其在复杂电磁干扰环境下通信抗干扰和任务执行能力,FSO通信能够满足4 K视频回传等高速实时业务的需求,能够实现无人机集群通信隐身化,提高无人机集群协同作战效能。因此,基于FSO的无人机集群通信链路的研究已成为各国的热点[9]。……
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