本技术属于无人机通信技术领域,提出了一种基于Hardmard分组加密压缩的无人机蜂群测控通信系统,包括机载测控端和地面测控端;所述机载测控端和地面测控端中均包括Hardmard分组加密压缩模块,所述Hardmard分组加密压缩模块采用Hardmard分组加密压缩算法,对于非压缩数据采用非压缩Hardmard矩阵进行加密计算,而对于可压缩数据采用压缩Hardmard矩阵进行加密压缩计算,实现对测控通信数据进行分组压缩与加密,降低大规模无人机蜂群组网对通信资源的需求,从而在通信容量有限的情况下可支持更多的无人机数量。
背景技术
无人机蜂群作为新一代的集群作战系统,可利用大规模、低成本的无人机搭载多种类型任务载荷实施自主协同的饱和式作战任务。相较于传统单无人机作战系统的点对点数据链连接方式,无人机蜂群采用自组网模式实现机间与空地通信,信息量远超传统模式数倍;并且为防止敌方破解链路恶意接入,无人机蜂群进行通信时也需要具有数据加密的能力。因此,无人机蜂群必须具备数据压缩与加密能力,才能保证在有限的通信带宽资源下进行可靠互联互通。
现有技术中已有的测控通信技术主要针对网络资源调度进行优化,从而实现网络资源的高效利用,能够为无人机蜂群提供可靠的测控通信,适用于少量节点的蜂群组网环境。例如:
公开号为CN114697902A的中国发明专利申请提出了一种无人机蜂群组网测控通信链路及通信方法,采用时分多址、时分双工体制,单跳网络,通信设备采用单通道形式,测控通信链路与机间通信链路工作在同一频点,机间通信、遥测、遥控以及任务载荷信息复合传输,并且指控节点采用定向天线和全向天线相结合、分时分阶段工作的测控通信形式,简化机载通信设备设计,实现在遥测、遥控、任务载荷信息远程传输的同时保持机间通信功能。
公开号为CN114885379A的中国发明专利申请提出了一种大规模无人机集群自适应分簇组网方法,解决了现有分簇组网方法分布不均匀、负载不均衡、需要事先确定分簇个数缺乏一定的自适应性等问题。
公开号为CN114828267A的中国发明专利申请提出了一种无人机集群组网的资源调度方法,蜂群网络依据标准消息帧执行蜂群网络的时频资源再分配和蜂群网络节点随机入网/退网,有效解决蜂群网络随着入网节点数量增加导致网络节点业务速率降低和数据传输延时增加的问题,通过蜂群网络的时频资源再分配和随机入网/退网,增强蜂群网络的鲁棒性和传输效率。
公开号为CN114650603A的中国发明专利申请提出了一种无人机集群自组织通信网络时隙资源动态分配方法,根据当前网络拓扑结构、节点产生的业务数据量,同时综合考虑节点信噪比、节点剩余电量等约束条件,进行节点时隙资源动态分配,提升了时隙资源利用效率,增加了无人集群通信网络的吞吐量,降低了网络传输时延,延长了在网各节点的生命周期。
上述中国发明专利申请均涉及面向无人机蜂群的测控通信技术,主要通过对网络资源进行动态调度以提升多节点竞争下通信性能优化,主要存在以下问题:延用传统无人机单机测控通信的工作模式,未考虑利用压缩手段降低对测控通信资源的优化;对无人机测控数据进行无区分传输,当对数据进行压缩时,存在关键信息压缩损失产生误码的风险;压缩和加密的过程采用两个独立设备进行工作,未实现一体化设计,对于小型化无人机蜂群不易于进行集成。
实现思路