科创中国

行业领域

高端装备制造产业,航空装备产业

需求背景

随着低空空域的开放和无人机技术的快速发展，无人机在多个领域也得到了越来越广泛的关注和应用，作为未来空天地一体化网络中重要的组成部分，无人机移动通信已逐渐成为学术界和工业界的热门研究方向。随着应用范围的不断扩大，无人机需要对数据进行快速收集、处理和传递，要求较高的数据传输速率以满足各类应用需求。无线通信是无人机打破信息孤岛、提升作业能力的关键技术之一，其中频段和带宽是影响无线通信传输质量的重要因素，而低频微波频段被大量占用，6GHz以下中低频段的频谱资源日益短缺、拥挤严重。各类新兴业务和应用场景导致现有低频段已难以满足无人机通信对于大带宽的需求。

需解决的主要技术难题

随着无人机通信向集群协同方向发展，无人机机群需要借助局部交互，以分布式完成大量单无人机无法完成的协同任务。因此，机间通信的研究尤为重要。值得关注的是，机间通信与传统的地面通信和空对地通信有着显著差异。首先，高频毫米波信号衰减严重，而机间通信对于传输距离的要求很高，需要在收发端搭载大规模阵列天线以获取可观的定向传输增益。尽管能耗会随着天线规模增加有所增长，但指向性波束不仅可以增加传输距离，还具有抗干扰、低截获的特性，可以增加网络可靠性和安全性。在实际应用场景中，实现性能和能耗的权衡也是一个重要研究问题。其次，收发无人机的快速移动性与毫米波窄波束的高指向性相矛盾，机间宽带传输和安全通信需求日益增长，毫米波波束的持续追踪对准是一项重要挑战。最后， 对于无人机机间组网来说，网络拓扑快速变化，通信资源也随之快速变化，对于时效性、生存性、扩展性的需求更高，这使无人机机间通信面临着前所未有的挑战。

期望实现的主要技术目标

提高机间通信质量和通信效率提供技术支持，为机间高效组网提供更高的传输带宽和安全性。

处理进度