本发明涉及飞行器通信，具体涉及一种飞行器组网通信系统和组网通信方法。
背景技术：
1、飞行器自组织网络是由飞行器机群（如有人机、无人机、导弹、巡飞弹等）组成的多跳、自组织网络。通过无线网络技术将多个同构或异构导弹实现空间组网，建立弹群内各节点之间实时可靠的双向通信与信息交换链路，从而将网络内各节点获得的信息实现资源共享、信息融合及决策算法等协同处理。
2、对于多节点通信而言，将信道划分为若干时隙，每个节点按照时隙顺序发送自己的数据即可满足高频谱利用率和低通信时延的需求。但是由于在协同作战任务中不同节点可能担任不同的任务，对不同的业务传输有不同的要求，比如图片和视频的低时延性和数据传输的高可靠性，这使得节点数量多、距离远的集群网络组网设计比传统分布式组网更加复杂。如果仅采用普通的时分多址方式，通信时延将急剧增加，如果仅采用普通的频分多址方式来增加信道数量，则会造成频谱资源利用率的下降。
3、因此，如何保证飞行器节点同时工作且互不干扰，提高飞行器节点数量多、距离远的应用场景下组网通信的效率是一个亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决背景技术中存在的问题，本方案提出一种飞行器组网通信系统和组网通信方法，通过构建分层分簇的有中心节点的树形网络，使用频分多址和时分多址结合的方式，采用多阵面多天线阵列传输组网信息和动态业务数据，能够提高飞行器节点数量多、距离远的应用场景下组网通信的效率。
2、根据本发明的第一方面，提供了一种飞行器组网通信系统，该系统设置为分层分簇的树形网络，用于根据节点总数确定网络分层的数量以及簇头和簇内节点的数量，每个飞行器节点配备多个阵面，每个阵面配备多个天线，每个阵面用于采用时隙轮询的方式发送和接收定向信号；每个簇头基于预设的正交跳频序列进行通信，每个簇内节点基于同一跳频图案按照时隙顺序与对应的簇头通信。
3、上述技术方案，不仅增强了飞行器网络的通信性能和组网效率，还通过精细的网络和信号管理，提高了系统的整体可靠性和稳定性。
4、可选地，在本发明提供的飞行器组网通信系统中，系统用于根据节点位置、节点通信能力和负载均衡确定每一层网络的簇头，簇头之间的直接作用距离包括第一预设距离和第二预设距离，第一预设距离不小于50km，第二预设距离不小于150km；当上层网络中某个节点故障时，通过下层网络中的节点补偿该故障节点，直到网络重新组织或修复。
5、上述技术方案，根据节点的位置和通信能力选择簇头，可以最大化利用节点的通信效率，同时通过负载均衡避免某些节点过载，保持网络的高效运行。系统能在上层网络中的节点发生故障时，迅速通过下层网络的节点进行补偿，确保网络的连续运作，减少因单点故障引起的服务中断，提升了系统面对高动态和复杂环境下的适应能力。
6、可选地，在本发明提供的飞行器组网通信系统中，树形网络包括自下而上设置的第一层网络、第二层网络和第三层网络，第三层网络的第三层簇头和第三层簇成员为第二层网络的第二层簇头，第二层网络的第二层簇头和第二层簇成员为第一层网络的第一层簇头，第一层网络包括第一层簇头和第一层簇成员。
7、上述技术方案，通过分层的方式组织网络，可以将复杂的网络管理任务分解成更小、更易于管理的单元，有助于简化网络配置和管理。数据可以在更低层的网络中处理和传输，减少了数据传输的距离和时间，从而提高了整体的通信效率。
8、可选地，在本发明提供的飞行器组网通信系统中，每个第一层簇头用于采用同一跳频图案按照时隙顺序接收簇内节点的数据，并将接收到的数据与自身数据传输到第二层簇头；每个第二层簇头用于采用同一跳频图案按照时隙顺序接收簇内第一层簇头的数据，并将接收到的数据与自身数据传输到第三层簇头；第三层簇头用于采用同一跳频图案按照时隙顺序接收第二层簇头的数据。
9、上述技术方案，采用同一跳频图案按时隙顺序进行数据传输，确保了数据传输的同步性和有序性，避免了数据碰撞和重复，增强了数据传输的可靠性。
10、可选地，在本发明提供的飞行器组网通信系统中，第一层簇头是第一层网络的时间同步节点，第二层簇头是第一层网络和第二层网络的时间同步节点，第三层簇头是整个网络的时间同步节点。
11、可选地，在本发明提供的飞行器组网通信系统中，系统的工作周期为一个超帧，每个超帧包括三个时帧，每个时帧包括13个时隙，每个时帧的第1个时隙为距离保护时隙，距离保护时隙对应节点之间的最大传输距离。
12、可选地，在本发明提供的飞行器组网通信系统中，在第一层网络的第2个时隙，第一层簇头用于按照预设的正交跳频序列在各自的频段同时发送组网广播信息，在第3个时隙到第7个时隙期间第一层簇头的簇内节点用于接收阵面的组网广播信息并传输业务数据，在第8个时隙到第12个时隙第一层簇内节点用于向阵面发送组网广播信息并传输业务数据，在第13个时隙传输动态业务数据。
13、可选地，在本发明提供的飞行器组网通信系统中，在第二层网络的第2个时隙，第二层簇头用于按照预设的正交跳频序列在各自的频段同时发送组网广播信息，在第3个时隙到第5个时隙期间第二层簇头的簇内节点用于接收阵面的组网广播信息并传输业务数据，在第6个时隙到第8个时隙期间第二层簇内节点用于向阵面传输组网广播信息和业务数据，在第9个时隙到第13个时隙传输动态业务数据。
14、可选地，在本发明提供的飞行器组网通信系统中，在第三层网络的第2个时隙，第三层簇头用于按照预设的跳频序列在各自的频段同时发送组网广播信息，在第3个时隙到第5个时隙期间第三层簇头的簇内节点用于接收阵面的组网反馈信息和业务数据，在第6个时隙到第8个时隙期间第三层簇头的簇内节点用于向阵面传输组网广播信息和业务数据，在第9个时隙到第13个时隙传输动态业务数据。
15、上述技术方案中通过动态时隙设计使得网络能够更好地应对复杂和动态的通信需求。
16、根据本发明的第二方面，提供了一种飞行器组网通信方法，包括：根据节点总数确定网络分层数量、簇头和簇内节点的数量，构建如本发明第一方面所述的飞行器组网通信系统；飞行器组网通信系统的每一层网络的簇头在预设的跳频图案和时隙内与其簇内节点通信。
17、根据本发明的提供的飞行器组网通信系统和组网通信方法，通过分层分簇有中心节点的树形结构，系统可以根据节点总数灵活地确定网络分层数量及每层的簇头和簇内节点数量。这种结构支持网络按需扩展，适应不同规模和密度的飞行器组网需求。
18、每个簇头使用预设的正交跳频序列进行通信，有助于减少相邻簇之间的信号干扰，簇内节点基于预设的时隙顺序进行通信，实现了时域上的正交，避免了同簇内的信号冲突。采用多阵面多天线阵列的设计，每个飞行器节点能在多个阵面上独立发送和接收信号，增强了信号的定向性和覆盖能力，提高了信号质量和接收灵敏度。
19、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
1.一种飞行器组网通信系统，其特征在于，所述系统设置为分层分簇的树形网络，用于根据节点总数确定网络分层的数量以及簇头和簇内节点的数量，每个飞行器节点配备多个阵面，每个阵面配备多个天线，每个阵面用于采用时隙轮询的方式发送和接收定向信号；每个簇头基于预设的正交跳频序列进行通信，每个簇内节点基于同一跳频图案按照时隙顺序与对应的簇头通信。
2.根据权利要求1所述的飞行器组网通信系统，其特征在于，所述系统用于根据节点位置、节点通信能力和负载均衡确定每一层网络的簇头，簇头之间的直接作用距离包括第一预设距离和第二预设距离，所述第一预设距离不小于50km，所述第二预设距离不小于150km；当上层网络中某个节点故障时，通过下层网络中的节点补偿该故障节点，直到网络重新组织或修复。
3.根据权利要求1所述的飞行器组网通信系统，其特征在于，所述树形网络包括自下而上设置的第一层网络、第二层网络和第三层网络，所述第三层网络的第三层簇头和第三层簇成员为第二层网络的第二层簇头，所述第二层网络的第二层簇头和第二层簇成员为第一层网络的第一层簇头，所述第一层网络包括第一层簇头和第一层簇成员。
4.根据权利要求3所述的飞行器组网通信系统，其特征在于，每个第一层簇头用于采用同一跳频图案按照时隙顺序接收簇内节点的数据，并将接收到的数据与自身数据传输到第二层簇头；每个第二层簇头用于采用同一跳频图案按照时隙顺序接收簇内第一层簇头的数据，并将接收到的数据与自身数据传输到第三层簇头；所述第三层簇头用于采用同一跳频图案按照时隙顺序接收第二层簇头的数据。
5.根据权利要求4所述的飞行器组网通信系统，其特征在于，所述第一层簇头是第一层网络的时间同步节点，所述第二层簇头是第一层网络和第二层网络的时间同步节点，所述第三层簇头是整个网络的时间同步节点。
6.根据权利要求3所述的飞行器组网通信系统，其特征在于，所述系统的工作周期为一个超帧，每个超帧包括三个时帧，每个时帧包括13个时隙，每个时帧的第1个时隙为距离保护时隙，所述距离保护时隙对应节点之间的最大传输距离。
7.根据权利要求6所述的飞行器组网通信系统，其特征在于，在第一层网络的第2个时隙，所述第一层簇头用于按照预设的正交跳频序列在各自的频段同时发送组网广播信息，在第3个时隙到第7个时隙期间第一层簇头的簇内节点用于接收阵面的组网广播信息并传输业务数据，在第8个时隙到第12个时隙第一层簇内节点用于向阵面发送组网广播信息并传输业务数据，在第13个时隙传输动态业务数据。
8.根据权利要求6所述的飞行器组网通信系统，其特征在于，在第二层网络的第2个时隙，所述第二层簇头用于按照预设的正交跳频序列在各自的频段同时发送组网广播信息，在第3个时隙到第5个时隙期间第二层簇头的簇内节点用于接收阵面的组网广播信息并传输业务数据，在第6个时隙到第8个时隙期间第二层簇内节点用于向阵面传输组网广播信息和业务数据，在第9个时隙到第13个时隙传输动态业务数据。
9.根据权利要求6所述的飞行器组网通信系统，其特征在于，在所述第三层网络的第2个时隙，所述第三层簇头用于按照预设的跳频序列在各自的频段同时发送组网广播信息，在第3个时隙到第5个时隙期间第三层簇头的簇内节点用于接收阵面的组网反馈信息和业务数据，在第6个时隙到第8个时隙期间第三层簇头的簇内节点用于向阵面传输组网广播信息和业务数据，在第9个时隙到第13个时隙传输动态业务数据。
10.一种飞行器组网通信方法，其特征在于，包括：
