世界各地的航空管理局在將無人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）納入國家空域管理方面都已取得了進(jìn)展。與此同時，私營企業(yè)一直在開發(fā)基于無人機(jī)的創(chuàng)新應(yīng)用，例如基于無人機(jī)的包裹速遞、藥品運送、管道監(jiān)測系統(tǒng)和災(zāi)區(qū)航空測量。然而，在無人機(jī)可以融入民用空域并且這種實際應(yīng)用成為現(xiàn)實之前，研究團(tuán)體需要解決一些技術(shù)、社會和監(jiān)管方面的問題，其中最重要的是需要加強(qiáng)對空域中無人機(jī)的態(tài)勢感知。
目前為增強(qiáng)對無人機(jī)的態(tài)勢感知，已出現(xiàn)了三種不同但又互補(bǔ)的范例：衛(wèi)星通信、蜂窩通信以及空中通信和網(wǎng)絡(luò)。本書側(cè)重于第三種策略，即通過無人機(jī)的自組織空中網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)態(tài)勢感知。它為研究人員、專業(yè)人員和高校學(xué)生提供必要的知識，幫助他們了解無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域的研究挑戰(zhàn)。幾位杰出的研究學(xué)者和領(lǐng)域?qū)＜液献�，共同編撰完成了本書�?個章節(jié)，讓讀者領(lǐng)略這個令人激動的領(lǐng)域內(nèi)從基礎(chǔ)知識到熱點研究話題的眾多內(nèi)容。
第1章介紹了無人機(jī)的類型和典型使命任務(wù)。該章重點面向民用領(lǐng)域，為無人機(jī)和無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供背景和應(yīng)用環(huán)境，還討論了無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)在工程和技術(shù)方面的最新技術(shù)以及部署此類網(wǎng)絡(luò)的好處。
第2章提供了有人駕駛飛行中使用的無線通信的背景知識。該章討論了為實現(xiàn)L波段數(shù)字航空通信提出的技術(shù)，提供了與無人駕駛和小型無人機(jī)空中通信相關(guān)的真知灼見，它們來自于將先進(jìn)的地面移動寬帶通信外推到航空領(lǐng)域的經(jīng)驗。
第3章提供了3D空間中空中鏈路的特性�？罩芯W(wǎng)絡(luò)不同于其他無線網(wǎng)絡(luò)，例如移動自組織（ad hoc）網(wǎng)絡(luò)或車載自組織網(wǎng)絡(luò)。該章從吞吐量、延遲、數(shù)據(jù)交換頻率等方面討論了空中網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的通信要求，從通信需求的角度定義了空中網(wǎng)絡(luò)的不同自主化水平。
第4章提出了一個適用于航空環(huán)境的架構(gòu)和協(xié)議套件：與傳統(tǒng)端到端傳輸和路由協(xié)議相比的高動態(tài)、高速多跳網(wǎng)絡(luò)，這需要對過去的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行巨大改動。
第5章討論了無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、實現(xiàn)和部署，以在節(jié)點之間傳輸視頻監(jiān)視數(shù)據(jù)。它提出了一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，其中包括多個固定和移動的地面節(jié)點，以及多個自主飛行器。該章提出了一個設(shè)計流程，通過適當(dāng)集成關(guān)鍵子系統(tǒng)和跨多個無人機(jī)的協(xié)同，來實現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)急安全。
第6章介紹了在民用空域系統(tǒng)中集成無人機(jī)的背景和應(yīng)用環(huán)境，以及有關(guān)無人機(jī)集成工作的監(jiān)管需求、社會問題和技術(shù)挑戰(zhàn)。
第7章討論了安全性、安防和隱私方面的挑戰(zhàn)，這是將無人機(jī)集成到民用空域以及設(shè)計實際應(yīng)用要考慮的三個維度。
第8章提出了在實戰(zhàn)中使用蜂群應(yīng)該解決的一些主要問題。本章解釋了為什么蜂群可以顯著增加任務(wù)的可行性，然后概述并深入探討了許多需要進(jìn)一步探索的挑戰(zhàn)和研究方向。
第9章回顧了研究人員目前正在開發(fā)的兩個無人機(jī)和無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：野生動物探測和應(yīng)急通信。這些例子展示了無人機(jī)可以為實際應(yīng)用帶來的獨特價值和創(chuàng)新。