无人机通信技术的应用与发展

2018-03-22张年鹏

数字通信世界 2018年3期

张年鹏

（陆军特种作战学院，广州　510000）

无人机是指无人驾驶的小型飞机，它具有体积小、成本低、使用便捷、生存能力强等特征。近些年随着我国信息技术的不断发展，无人机又获得了更大限度的发展，无论是性能还是功能都得到了更好的突破。

1　目前遇到的困境分析

目前全球经济发展背景下，无论是科技方面还是频装备数量方面，都获得了大幅度的提升，导致世界各国的军备都处于频谱资源缺乏的困境中。美国使用的沙漠风暴行动据相关统计发现，当处于通信高峰时期之时，无人机所需要的网络只能达到百分之75左右，剩下的百分之25需要借助北约系统或租用商业卫星等途径来应对此难题。随之出现的全球鹰无人机，它所消耗的宽带占据总宽带的5倍之多。据相关统计可知，在2015年之后，全球鹰无人机将需要548Mbps宽带，捕食者将需要44.7Mbps宽带。与此同时，美国国家已经计划好要再增进一批无人机，这让已经十分紧张的频谱资源处于更加紧缺的状态中。

此外，在目前的信息化动态下，军事对战越来越频繁，自然通信对抗方式受到了普遍的欢迎，无人机在执行相关预设任务时，需要借助无线通信。鉴于此能将无人机通信业目前面临的通信对抗难题体现出来。想要真正意义上减小通信对抗对无人通信的局限性，必须要加强对无人机通信方式及技术进一步研究，以期达到最大限度的创新目的。

2　关键技术的应用及发展

2.1　数据链技术

无人机在获取战场信息时，需要依靠数据链传输媒介来进行。数据链能实现实时信息传递目的，是目前作战时非常有效的一种辅助作战手段。数据链是在现代信息技术和战术力量两者完美融合的基础上出现的，能更好的实时控制战场，其中标准的消息格式、高效组网协议及保护抗干扰优势，能构建出系统性较强的战术信息系统。将飞机数据链与传统数据链进行对比能发现，无论从传输速率还是处理能力角度来分析，飞机数据链都能促使无人机能力的快速提升。目前的主要情形是，先将无人机获取的数据传回地面上，由地面对接受到的数据进行分析处理。随着近些年技术的日益发展，机载处理能力已经超越了数据链能力，无人机能先将数据进行合理处理，直接将结果反馈给地面进行参考性的处理与决定。

想要有效提升目前频谱的实际应用效率，需要借助功率控制、频带选择等技术。并且在利用无人机通信技术的过程中，系统必须要最大限度的减少发送数据量，例如，选择匹配性较高的调制解配器。此外为了有效降低数据量，不妨可以借助高效的压缩技术。而在美军无人机路线图之中，对通信拥堵问题及解决之策进行了描述，认为数据压缩这一方式是解决宽带不足的暂时性策略，并不是从根本上解决，并且认为激光通信技术能提供高于普通射频数据链2至5个数量级，最关键的一点是此技术还没有得到彻底性的突破。此技术与传统射频数据链相比较，能将其宽带、重量及抗干扰方面的优势更加淋漓尽致的体现出来。最关键的是其具有重量轻、功率要求低等优势，和无人机通信的需求完全相符合，虽然目前技术还未达到成熟状态，但相信在将来必然会得到有效应用。

2.2　网络技术

网络中心通信技术主要分为两种：第一是移动自组网。其构成主要是通过无线通信能力的移动节点，是具有任意性和临时性的动态自组织型网络系统。移动自组网本身具有的节点能进行快速的移动，既能发挥主机的作用，也可以发挥路由器的作用。当发挥主机作用时，终端要运行面向性较强的应用程序；当发挥路由器作用时，终端需运行各种路由协议，以路由器策略和路由表为核心进行数据分组转发与维护工作。在移动自组网络之中，各节点路由会有多个网段，通常会通过多个网络的转发来实现最终的通信目的。此种网络分布方式，即使当部分通信网络受到破坏时，也能有效维持剩余的通信能力，确保重要的信息得到有效的通信，将其鲁棒性和抗毁性优势发挥了出来。当前美军的全球鹰、捕食者无人机就具有移动自组网络能力，在此网络技术中，需要突破的难点在于路由协议、服务质量及安全问题。第二，自适应天线技术。此技术的出现主要是应对无人机通信技术应用时的抗干扰能力弱问题。自适应天线技术最初的应用领域空间滤波和定位，随着无线通信、无线组网及天线理论的不断发展与深入研究，此技术开始被应用到复杂性较强的移动通信和无线接入领域中。此技术能由于自身原理的优势，会在适应电磁环境的基础上，借助敌我信号幅度及空间等内容，自动调节天线阵各阵元的增益与相位，最大限度降低干扰信号的不良作用，能将之应用于作战的骨干网通信技术中。