郭首江 刘强

摘要：无人机蜂群网络中，网络架构和媒体接入控制（MAC）协议是影响网络性能的重要因素。根据无人机蜂群通信网络的特点，提出了树形拓扑的分层通信网络架构，并针对这一网络架构，设计了一种混合型媒体接入控制协议。该混合型媒体接入控制协议采用动态时隙分配的方法，结合了载波监听多路访问（CSMA）协议和时分多址（TDMA）协议的优点，可以满足无人机蜂群网络高带宽、低时延的要求。仿真结果显示，该混合型媒体接入控制协议在高负载场景下，端到端时延约为0.1 s，投递率约为95%，缓存队列大小稳定，没有发生队列堆积的情况。在多优先级业务场景下，高优先级业务的端到端时延约为0.08 s，投递率约为98%。相较于单独的CSMA和TDMA协议来说，可以更好地支持树形拓扑的无人机蜂群网络。

关键词：媒体接入控制协议;无人机蜂群网络;树形拓扑

中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1008-1739（2021）19-62-6

0引言

随着作战范围的日益扩大和战场环境的日趋复杂，单个无人机在执行任务时很难全方位感知各种信息，一旦出现故障或被敌方摧毁，将无法完成任务。无人机蜂群是指将多种任务载荷的低成本小型无人机基于开放式体系架构综合集成[1]，以通信网络信息为中心，构建具有抗毁性、低成本、功能分布化等优势的作战体系[2-3]。无人机蜂群组成的网络即无人机自组网（UAV Ad Hoc Network，UANET），属于移动自组网（Mobile Ad Hoc Network，MANET）的一种。相较于一般的移动自组网和车辆构成的车载自组网（Vehicle Ad Hoc Network，VANET）来说，无人机自组网具有移动速度更快、拓扑变化更快、覆盖面积更广等特点。……