无人机网络与通信

　　推荐序
　　译者序
　　前言
　　作者列表
　　第1章　无人机系统概述 1
　　1.1　无人机类型和任务 2
　　1.2　无人机集群化和小型化 14
　　1.3　无人机小型化：挑战与机遇 15
　　1.4　无人机网络及其优势 16
　　1.5　总结 21
　　第2章　空对地与空对空数据链路通信 22
　　2.1　载人航空的空对地通信 22
　　2.2　面向未来的现代化空中通信 27
　　2.3　实际的无人机与微型无人机数据链路 30
　　2.4　地面无线宽带解决方案在无人机链路中的应用分析 32
　　2.5　总结 38
　　第3章　空中Wi-Fi网络 39
　　3.1　简介 39
　　3.2　空中网络特性 40
　　3.3　空中自主网络的通信需求 42
　　3.4　量化通信需求 44
　　3.5　空中Wi-Fi网络的实际测量结果 45
　　3.6　总结与展望 49
　　第4章　容断机载网络和协议 51
　　4.1　简介 51
　　4.2　机载网络环境 52
　　4.3　相关工作 54
　　4.4　航空协议架构 61
　　4.5　性能评估 72
　　4.6　总结 84
　　第5章　无人机系统和网络：仿真和现场演示验证 85
　　5.1　无人机（UAV）平台系统 85
　　5.2　无人机网络系统 94
　　5.3　相关工作 104
　　5.4　总结 105
　　5.5　致谢 106
　　第6章　将无人机系统（UAS）集成到国家空域系统（NAS）中——监管、技术和研究挑战 107
　　6.1　民航监管框架——过去和现在 107
　　6.2　监管机构和UAS立法——现在和未来 113
　　6.3　标准组织 121
　　6.4　社会影响——隐私和安全 124
　　6.5　监管需求与新技术之间的差距 127
　　6.6　技术挑战 128
　　6.7　总结 141
　　6.8　致谢 141
　　第7章　无人机网络中的安全、安防与隐私问题 142
　　7.1　引言 142
　　7.2　空中安全 143
　　7.3　地面上的隐私 148
　　7.4　信息安防 148
　　7.5　无人机级的安防需求 149
　　7.6　无人机网络级安防需求 152
　　7.7　正在进行的与无人机安防相关的研究和产品 155
　　7.8　总结 156
　　第8章　自主无人机与蜂群之间的协作 157
　　8.1　引言和背景 157
　　8.2　使用蜂群无人机系统的必要性 158
　　8.3　主要问题和研究方向 163
　　8.4　总结 171
　　第9章　实际应用案例 173
　　9.1　简介 173
　　9.2　野生动物探测 173
　　9.3　实现应急通信 182
　　9.4　总结 189
　　缩略语 190
　　参考文献 197

　　卡米什·纳莫杜里（KameshNamuduri）美国北德克萨斯大学电气工程系教授，IEEE通信和信息安全技术委员会成员，欧洲无线通信网络杂志副主编。
　　塞尔日·肖梅特（ Serge Chaumette）法国波尔多大学计算机科学教授，领导波尔多计算机科学研究实验室（ Bordeaux ComputerScience Research Laboratory，法文简称为LaBRI）的无人机研究与活动。
　　耶格.H.金姆（ Jae H.Kim）波音公司研究与技术部执行和高级研究员，美国华盛顿大学兼职教授。
　　詹姆斯.P.G.斯特本兹（James P.G.Sterbenz）美国堪萨斯大学电气工程和计算机科学教授，同时是该校信息和电信技术中心的网络系统实验室主任。
　　译者：
　　刘亚威，飞行器设计专业硕士，现为航空工业发展研究中心系统工程所高级工程师，主要研究咨询方向为先进航空制造技术、智能制造、制造成熟度与制造创新体系，合著有《智慧工厂——中国制造业探索实践》、《美国制造创新研究院》等书。、
　　闫娟，信号与信息处理专业硕士，现为航空工业发展研究中心系统工程所高级工程师，主要从事航空技术情报研究，研究领域集中在机载武器、人工智能技术等方面。

　　本书是作者来美国波音公司、美国堪萨斯大学、法国波尔多大学的无人机领域专家，重点点从民用的角度讨论了无人机的类型和任务能力，概述了无人机集群、无人机小型化以及无人机小型化的机遇和设计挑战；讨论了飞机和地面站之间常用的通信技术、现代化空中通信、无人机与微型无人机数据链路；介绍了各种机载网络场景的特点，展示了使用开源网络模拟器的仿真结果；提出了一种包括多个固定和移动的地面节点以及多个自主无人机的异构网络设计流程；探讨了维护无人机系统网络和互联互通；分析了地面上的隐私问题以及无人机级、无人机网络级、独立集群和受地面控制的无人机机队的信息安防需求；阐述了定位/临近探测/位置控制、人与蜂群的交互、降级运行模式、在实际应用中使用集群应该解决的一些主要问题。最后通过实例展示了无人机可以为实际应用带来的独特价值与创新。