无人机技术在近十年得到极大的发展,并且受到市场的广泛关注。无人机技术与第五代移动通信技术(5G)结合,使得无人机无线网络成为行业的重要应用之一。通常无人机网络由一个无人机群构成,往往具有成百上千个节点。这使得网络规模十分庞大,呈现出一定的无标度特点。本文主要分析基于无人机的无标度无线网络容量,具体研究了以下内容:1)无人机无标度自组织网络建模及网络容量理论分析。本文首先分析无人机自组网,节点以点对点的形式传输。由于无人机的移动性,构成的网络通常分布在三维空间。利用无线网络标度律,将三维空间划分为立方网格,以设定节点间传输的路由和传输机制。此外,对于无标度特性,使用三个参数来描述无线无标度网络的幂律特性:α为源节点构建传输社群的概率参数;β为内部节点的通信概率参数;这两个目标节点的选择均遵循与源节点距离成幂律反比的特点。γ表示实际拓扑连接度的参数,反映网络的稀疏程度。根据节点社群的大小,将节点分成两类:社群度极大的节点为无标度节点,其他节点为普通节点。分别得出这两种节点的平均跳数和网络容量的渐进闭式解。2)三维无标度无线网络生成算法。基于BA无标度算法,本文提出了一种生成通信网络拓扑的网络生成算法。新节点的连接依照社群的连接度进行优先连接。由于网络是随机的,一段时间内网络的拓扑在不断变化。该算法创新地生成瞬态的通信网络拓扑,以达到对时间平均下的网络跳数和吞吐量进行蒙特卡洛实验的目的。相应的仿真验证了理论分析的正确性。3)无人机无标度自组网与蜂窝网混合网络容量分析。纯自组织网络的容量受到节点规模的限制。因此本文考虑引入蜂窝基站进一步提高无人机网络的容量。节点可以选择两种传输方式,以一个多跳跳数阈值L作为划分,跳数较小的使用自组网资源,跳数较大的使用蜂窝资源。分析证明,L的大小影响网络中无标度节点还是普通节点的传输流占主导地位。并且,对于不同的幂律参数,存在不同最佳L范围,使得网络的容量界最高。最后对本文的主要工作进行了总结,并对未来相关研究方向进行展望。