王 玉，王文灿，白 丽，范兼睿，张莉涓，雷 磊

（1.南京航空航天大学 电子信息工程学院，南京 211106；2.中国人民解放军96091 部队，北京 100089；3.北京航天自动控制研究所，北京 100854）

0 概述

近年来，无人机在军事打击、农业植保、紧急救援和火灾监测等军事和民用领域应用广泛［1-3］。相对于单架无人机单独执行任务，无人机集群作业能有效克服单架无人机易损毁、作业时间短、执行效率低等问题。因此，无人机相关技术成为热门研究方向之一。

无人机协同通信作为无人机集群关键技术，面临通信网络的构建、跨层干扰、网络安全等［4-6］诸多挑战。为降低对基础通信设施的依赖，无人机集群通常采用自组网的方式进行通信，这种去中心化的思想使无人机集群能有效抵抗网络攻击和因单个节点损坏导致的网络瘫痪问题。因此，采用自组网的无人机集群属于典型的飞行自组网（Flying Ad-hoc Networks，FANETs）［7］。

无人机集群作为高速移动的FANETs，有其自身显著的特点：无人机节点在三维空间的运动速度为30～460 km/h［8］，这使得无人机集群的拓扑结构变化非常迅速，路由生存时间短；同时无人机节点易损毁，导致正常的数据传输中断；此外，在实际应用场景中，无人机节点的运动通常为任务导向，节点所执行的具体任务决定了节点在某段时间内的飞行轨迹。目前研究人员对无人机自组网协同通信技术的研究重点集中在无人机集群自组网路由协议和自组网媒体接入控制（Medium Access Control，MAC）协议两方面［9］。

当无人机集群进行自组网通信时，单架无人机通常需要和集群中的多架无人机进行数据交互，如定期报告自身的位置、数据采集、任务执行情况等。……