无人机集群技术是“航空”与“信息”高度交叉融合的前沿技术，对跨专业人才培养的需求非常迫切。目前，无人机集群是各类无人系统中发展速度最快、实际应用最广的一类无人平台，无论是在军事还是民用领域，利用多无人机群智涌现的能力，执行多样化和复杂性任务，已成为无人机集群重要的发展趋势。
全书按照“网络化”和“智能化”两条主线，分别阐述无人机集群间的高效组网和无人机集群智能协同控制。书中的内容紧密围绕产业发展的最新动态，紧扣人才专业技能和综合能力培养的迫切需求，在建立课程思政体系、推动教学教法创新和强化虚拟仿真实践教学等方面实现升维。在编写中还注重内容的先进性和实用性，使读者不仅能增强对无人机集群最新技术的理解，还能提升解决实际工程应用问题的能力。
本书为新形态教材，全书一体化设计，将各章节关键知识点的教学视频和每章的习题答案制作成二维码，读者通过扫描即可实现在线学习。同时配套数字课程资源网站，制作了与主教材配套的电子教案以及每章习题答案，以方便教师授课和学生自学。
本书兼顾了深度和广度，适用于电子信息类专业、航空航天类专业及其他相关专业的本科生，也可以作为研究生教材。本书对于相关工程技术人员也是一本实用的参考书。

雷磊，南京航空航天大学教授、博导。先后入选江苏省高校“青蓝工程”优秀教学团队带头人，江苏省高校“青蓝工程”中青年学术带头人，江苏省“六大人才高峰”高层次人才。长期从事通信网络领域的科研和教学工作。主持国家自然科学基金、国防基础科研重点项目等科研项目40余项；获国防技术发明二等奖、三等奖，国防科技进步三等奖；在IEEE IoT-J、IEEE NETWORK等期刊和会议发表论文50余篇。主持建设国家级虚拟仿真实验教学一流本科课程，获江苏省研究生教育改革成果一等奖；指导学生获中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖1项、银奖3项，并获评优秀指导教师。

第1章 绪论
1.1 无人机及无人机集群的背景
1.1.1 无人机的概念及分类
1.1.2 无人机集群的国内外研究现状
1.2 无人机集群的应用领域
1.2.1 无人机集群在军事领域的应用
1.2.2 无人机集群在民用领域的应用
1.3 无人机集群的基本要素
1.3.1 无人机集群的基本能力
1.3.2 无人机集群的控制架构
1.4 无人机集群组网与协同控制关键技术
1.4.1 无人机集群组网关键技术心已概述
1.4.2 无人机集群协同控制关键技术概述
1.5 本章小结
第1章习题
第2章 无人机集群网络体系结构与协同控制架构
2.1 网络体系结构的分层设计
2.1.1 网络分层的形成
2.1.2 分层结构的优势与设计原则
2.2 网络体系结构的常用术语
2.2.1 实体与协议
2.2.2 服务与服务访问点
2.2.3 数据单元
2.2.4 中间设备
2.2.5 IP地址与硬件地址
2.3 无人机集群网络体系结构
2.3.1 无人机集群网络
2.3.2 物理层
2.3.3 数据链路层
2.3.4 网络层
2.3.5 应用层
2.4 无人机集群协同控制架构
2.4.1 集中式架构
2.4.2 分布式架构
2.4.3 集散式架构
2.5 基于图论的无人机集群协同控制方法
2.5.1 图论的概念
2.5.2 基于图论的多机链路连上业通性分析
2.5.3 控制关系树的生成和重构
2.6 本章小结
第2章习题
第3章 无人机集群通信物理层技术
3.1 通信系统组成模型
3.1.1 通信系统的一般模型
3.1.2 通信系统的分类
3.1.3 数字通信系统模型
3.2 通信的基本方式和复用方式
3.2.1 通信的基本方式
3.2.2 常用的复用方式
3.3 信息及其度量
3.3.1 信息量
3.3.2 香农定理
3.4 数字调制
3.4.1 基本的数字调制方式
3.4.2 数字调制方式的性能比较
3.4.3 正交相位调制
3.4.4 正交幅度调制
3.4.5 正交频分复用技术
3.4.6 多输入多输出技术
3.5 信道编码
3.5.1 信道编码的基本概念
3.5.2 卷积码
3.5.3 Turbo码
3.6 无线链路预算
3.6.1 无线链路预算的计算方法
3.6.2 链路预算参数配置举例
3.7 本章小结
第3章习题
第4章 无人机集群信道接入技术
4.1 无人机集群网络MAC协议概述
4.1.1 MAC协议的基本功能
4.1.2 MAC协议设计的关键问题
4.1.3 MAC协议的主要性能指标
4.1.4 MAC协议的分类
4.2 竞争类MAC协议
4.2.1 多址接入与冲突避免协议
4.2.2 分布式协调功能协议
4.2.3 增强型分布式协调功能协议
4.3 分配类MAC协议
4.3.1 统一时隙分配协议
4.3.2 自组织时分多址接入协议
4.3.3 动态时分多址介质接入控制协议
4.3.4 方向角介质接入控制协议
4.4 混合类MAC协议
4.4.1 混合时分多址接入协议
4.4.2 动态自适应传输协议
4.4.3 增强自组织时分多址接入协议
4.4.4 实时介质接入控制协议
4.5 本章小结
第4章习题
第5章 无人机集群路由技术
5.1 路由协议的设计要求
5.1.1 路由协议的设计要求与分类
5.1.2 无人机集群路由协议的特点与需求
5.1.3 最短路径算法与分簇技术
5.2 经典的路由协议
5.2.1 基于拓扑信息的路由协议
5.2.2 基于地理信息的路由协议
5.2.3 基于运动模型预测的组播路由协议
5.2.4 基于链路生存时间预测的组播路由协议
5.2.5 机会路由协议
5.3 时延容忍网络路由技术
5.3.1 时延容忍网络起源
5.3.2 随机性连接
5.3.3 摆渡节点转发
5.4 网络拓扑重构技术
5.4.1 网络拓扑控制
5.4.2 单节点拓扑重构
5.4.3 多节点拓扑重构
5.4.4 多节点协作无人机自组织网络分簇拓扑重构策略
5.4.5 基于分区连通性恢复的并发移动控制算法
5.5 本章小结
第5章习题
第6章 无人机集群航迹规划
6.1 集群航迹规划概述
6.1.1 航迹规划的约束条件
6.1.2 航迹规划关键技术
6.1.3 航迹规划算法的分类
6.2 无人机集群编队设计与控制方法
6.2.1 无人机坐标系定义与变换
6.2.2 无人机编队队形的保持与变换
6.2.3 无人机编队控制方式
6.3 基于虚拟势场法的协同避障算法
6.3.1 虚拟势场法
6.3.2 基于虚拟势场法无人机集群协同避障
6.3.3 虚拟势场法的避障性能
6.4 基于Dubins路径的航迹规划算法
6.4.1 Dubins路径
6.4.2 路径扩展点的选择
6.4.3 路径扩展点的代价计算与选取
6.4.4 MFDA算法路径规划流程
6.5 无人机集群威胁区域躲避协同控制算法
6.5.1 单集群编队避障控制
6.5.2 多集群编队避障控制
6.6 基于深度强化学习的协同航迹规划
6.6.1 系统