無人機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

張年鵬

（陸軍特種作戰(zhàn)學(xué)院，廣州　510000）

無人機(jī)是指無人駕駛的小型飛機(jī)，它具有體積小、成本低、使用便捷、生存能力強(qiáng)等特征。近些年隨著我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)又獲得了更大限度的發(fā)展，無論是性能還是功能都得到了更好的突破。

1　目前遇到的困境分析

目前全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，無論是科技方面還是頻裝備數(shù)量方面，都獲得了大幅度的提升，導(dǎo)致世界各國的軍備都處于頻譜資源缺乏的困境中。美國使用的沙漠風(fēng)暴行動據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)處于通信高峰時期之時，無人機(jī)所需要的網(wǎng)絡(luò)只能達(dá)到百分之75左右，剩下的百分之25需要借助北約系統(tǒng)或租用商業(yè)衛(wèi)星等途徑來應(yīng)對此難題。隨之出現(xiàn)的全球鷹無人機(jī)，它所消耗的寬帶占據(jù)總寬帶的5倍之多。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)可知，在2015年之后，全球鷹無人機(jī)將需要548Mbps寬帶，捕食者將需要44.7Mbps寬帶。與此同時，美國國家已經(jīng)計(jì)劃好要再增進(jìn)一批無人機(jī)，這讓已經(jīng)十分緊張的頻譜資源處于更加緊缺的狀態(tài)中。

此外，在目前的信息化動態(tài)下，軍事對戰(zhàn)越來越頻繁，自然通信對抗方式受到了普遍的歡迎，無人機(jī)在執(zhí)行相關(guān)預(yù)設(shè)任務(wù)時，需要借助無線通信。鑒于此能將無人機(jī)通信業(yè)目前面臨的通信對抗難題體現(xiàn)出來。想要真正意義上減小通信對抗對無人通信的局限性，必須要加強(qiáng)對無人機(jī)通信方式及技術(shù)進(jìn)一步研究，以期達(dá)到最大限度的創(chuàng)新目的。

2　關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

2.1　數(shù)據(jù)鏈技術(shù)

無人機(jī)在獲取戰(zhàn)場信息時，需要依靠數(shù)據(jù)鏈傳輸媒介來進(jìn)行。數(shù)據(jù)鏈能實(shí)現(xiàn)實(shí)時信息傳遞目的，是目前作戰(zhàn)時非常有效的一種輔助作戰(zhàn)手段。數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)窃诂F(xiàn)代信息技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)力量兩者完美融合的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的，能更好的實(shí)時控制戰(zhàn)場，其中標(biāo)準(zhǔn)的消息格式、高效組網(wǎng)協(xié)議及保護(hù)抗干擾優(yōu)勢，能構(gòu)建出系統(tǒng)性較強(qiáng)的戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)。將飛機(jī)數(shù)據(jù)鏈與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行對比能發(fā)現(xiàn)，無論從傳輸速率還是處理能力角度來分析，飛機(jī)數(shù)據(jù)鏈都能促使無人機(jī)能力的快速提升。目前的主要情形是，先將無人機(jī)獲取的數(shù)據(jù)傳回地面上，由地面對接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。隨著近些年技術(shù)的日益發(fā)展，機(jī)載處理能力已經(jīng)超越了數(shù)據(jù)鏈能力，無人機(jī)能先將數(shù)據(jù)進(jìn)行合理處理，直接將結(jié)果反饋給地面進(jìn)行參考性的處理與決定。

想要有效提升目前頻譜的實(shí)際應(yīng)用效率，需要借助功率控制、頻帶選擇等技術(shù)。并且在利用無人機(jī)通信技術(shù)的過程中，系統(tǒng)必須要最大限度的減少發(fā)送數(shù)據(jù)量，例如，選擇匹配性較高的調(diào)制解配器。此外為了有效降低數(shù)據(jù)量，不妨可以借助高效的壓縮技術(shù)。而在美軍無人機(jī)路線圖之中，對通信擁堵問題及解決之策進(jìn)行了描述，認(rèn)為數(shù)據(jù)壓縮這一方式是解決寬帶不足的暫時性策略，并不是從根本上解決，并且認(rèn)為激光通信技術(shù)能提供高于普通射頻數(shù)據(jù)鏈2至5個數(shù)量級，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是此技術(shù)還沒有得到徹底性的突破。此技術(shù)與傳統(tǒng)射頻數(shù)據(jù)鏈相比較，能將其寬帶、重量及抗干擾方面的優(yōu)勢更加淋漓盡致的體現(xiàn)出來。最關(guān)鍵的是其具有重量輕、功率要求低等優(yōu)勢，和無人機(jī)通信的需求完全相符合，雖然目前技術(shù)還未達(dá)到成熟狀態(tài)，但相信在將來必然會得到有效應(yīng)用。

2.2　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)中心通信技術(shù)主要分為兩種：第一是移動自組網(wǎng)。其構(gòu)成主要是通過無線通信能力的移動節(jié)點(diǎn)，是具有任意性和臨時性的動態(tài)自組織型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。移動自組網(wǎng)本身具有的節(jié)點(diǎn)能進(jìn)行快速的移動，既能發(fā)揮主機(jī)的作用，也可以發(fā)揮路由器的作用。當(dāng)發(fā)揮主機(jī)作用時，終端要運(yùn)行面向性較強(qiáng)的應(yīng)用程序；當(dāng)發(fā)揮路由器作用時，終端需運(yùn)行各種路由協(xié)議，以路由器策略和路由表為核心進(jìn)行數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)與維護(hù)工作。在移動自組網(wǎng)絡(luò)之中，各節(jié)點(diǎn)路由會有多個網(wǎng)段，通常會通過多個網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)來實(shí)現(xiàn)最終的通信目的。此種網(wǎng)絡(luò)分布方式，即使當(dāng)部分通信網(wǎng)絡(luò)受到破壞時，也能有效維持剩余的通信能力，確保重要的信息得到有效的通信，將其魯棒性和抗毀性優(yōu)勢發(fā)揮了出來。當(dāng)前美軍的全球鷹、捕食者無人機(jī)就具有移動自組網(wǎng)絡(luò)能力，在此網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，需要突破的難點(diǎn)在于路由協(xié)議、服務(wù)質(zhì)量及安全問題。第二，自適應(yīng)天線技術(shù)。此技術(shù)的出現(xiàn)主要是應(yīng)對無人機(jī)通信技術(shù)應(yīng)用時的抗干擾能力弱問題。自適應(yīng)天線技術(shù)最初的應(yīng)用領(lǐng)域空間濾波和定位，隨著無線通信、無線組網(wǎng)及天線理論的不斷發(fā)展與深入研究，此技術(shù)開始被應(yīng)用到復(fù)雜性較強(qiáng)的移動通信和無線接入領(lǐng)域中。此技術(shù)能由于自身原理的優(yōu)勢，會在適應(yīng)電磁環(huán)境的基礎(chǔ)上，借助敵我信號幅度及空間等內(nèi)容，自動調(diào)節(jié)天線陣各陣元的增益與相位，最大限度降低干擾信號的不良作用，能將之應(yīng)用于作戰(zhàn)的骨干網(wǎng)通信技術(shù)中。

3　結(jié)束語

無人機(jī)通信技術(shù)已被頻繁的運(yùn)用到了作戰(zhàn)計(jì)劃中，但目前無人機(jī)通信面臨的問題也較多，本文先對面臨的問題進(jìn)行了分析，然后對無人機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)及發(fā)展趨勢進(jìn)行了闡述，希望能為無人機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展提供相關(guān)借鑒。

[1]詹仁俊.電力巡檢無人機(jī)通信中繼系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用[J].通訊世界，2017（03）.