随着无人机技术的不断发展,多无人机集群的方式开始受到广泛的关注。多无人机以自组织的方式接入网络,不仅可以作为网络终端,完成复杂的编队飞行,还可以作为通信中继,解决传统基站无法解决的通信问题。无人机集群具有高速的移动性、快速拓扑变化等特点,易引起较严重的信道接入问题,网络的健壮性无法保证。因此,无人机蜂群网络中信道快速接入问题成为当前研究的热点。本文针对无人机蜂群网络的接入系统进行研究。首先,为了解决网络中信道快速接入问题,提出了一种多优先级信道分配算法。然后,基于OPNET,结合无人机的组网方式、网络环境多变等特性,搭建了无人机蜂群网络的仿真平台,并在此基础上进一步构建了网络的半实物仿真平台。具体研究内容如下:1)提出了一种适用于无人机蜂群网络的多优先级信道分配算法。该算法首先根据无人机节点干扰范围内各信道的负载情况,通过自回归模型,预估下一时刻各信道的信道占用度;然后根据待发送业务的优先级别设置不同的接入阈值;最后,根据网络负载自适应调整不同优先级业务的最大竞争窗口,并且结合信道忙闲程度值来动态调整退避窗口大小,直至数据包生命周期结束。该算法区别于其他算法,不仅考虑了不同业务的优先级,同时,接入阈值和退避窗口的设计均综合考虑了前几个时隙的信道状态和拥塞情况,更全面有效。通过与传统二进制指数退避算法仿真对比可见,提出的算法在多跳网络重负载的情况下,可以保证不同优先级业务数据传输的高可靠性,降低网络时延。2)基于OPNET搭建了无人机自组网的虚拟仿真平台,并进一步构建了虚实结合的半实物仿真平台。a)搭建无人机自组网的网络架构,完成应用层、传输层、网络层、媒体接入控制层以及物理层的设计。在应用层,使用概率密度分布图,模拟真实环境中不同优先级发包概率分布,完成数据报文制定、配置以及产生的工作。在传输层,通过端口号建立连接,实现端到端报文的发送与接收。在网络层,基于Dijkstra算法,实现路由发现与更新过程。在媒体接入控制层,基于OPNET实现了本文提出的信道分配算法及传统二进制退避算法。在物理层,构建了适应不同电磁环境和不同物理地形的传输信道,实现点对点通信。在此基础上,进一步构造了无人机网络运行过程中的网络模型、节点模型、进程模型等,并最终完成整个无人机自组网网络平台的搭建。基于该平台,实现无人机节点动态入网的仿真,为无人机网络性能评估参数如动态接入时间、动态接入成功率等提供了依据。b)在a)的基础上,进一步完成无人机虚拟-现实半实物仿真平台的构建。在半实物仿真平台实现过程中,通过建立SITL网关和链路,将真实实物连接到仿真环境,完成虚拟机与真实机之间报文格式的转换过程,实现真实环境与虚拟环境之间数据通信。在此基础上,在实物平台通过加入不同频段范围内的干扰源,仿真了不同电磁环境对无人机蜂群网络的网络性能影响,完成虚实结合的频率资源识别仿真,进一步为后续设计提供更切实的方法。