第3章
空中Wi-Fi網絡
Evsen Yanmaz，Samira Hayat
3.1 簡介
自主無人機（AUAV）越來越廣泛地應用于多樣化的民用和商業應用中，如環境和自然災害監測、邊界監視、緊急援助、搜尋和救援任務、貨物傳遞和建築工地[208,132,362,265,434, 110,280,163]。由于無人機的快速部署和廣闊覆寫能力，使用單個或多個無人機作為通信中繼或空中基站，進行緊急情況下的網絡供應以及用于公共安全通信，一直是研究的熱
點[331,193,206,429]。除了覆寫範圍和容量要求之外，已部署空中平台的尺寸和必要平台的數量是決定機載通信系統的關鍵因素[73]。
小型多旋翼無人機由于其易于部署、低采購和維護成本、高機動性和擁有懸停能力，在實踐中特别受到關注。小型無人機的研發首先集中于控制問題，如飛行穩定性、機動性和魯棒性，然後設計能夠以最少的使用者幹預按照航路點飛行的自主飛行器。考慮到這些飛行器有限的飛行時間和有效載荷容量以及上述應用可能跨越的區域大小，人們的關注點越來越多地轉向用于高效成功執行任務的多無人機協同系統。對于不同的應用，無人機的數量可能從幾十到幾百架不等，飛行距離從數十米到數公裡（如圖3-1所示）。
無線通信不僅是向無人機提供網絡的必要條件，也是成功部署由多個小型無人機組成的系統的關鍵因素。對于需要滿足特定服務品質要求的資料傳輸應用（例如監視某些區域），很可能需要高性能的通信鍊路和三維空間中的連通性[35]。問題是采用哪種無線技術能滿足空中網絡空對空和空對地的鍊路需求，且無論飛行高度和方向有何顯著差異都可傳輸資料。考慮到在多種鍊路上需要滿足的服務品質和高節點移動性，為地面網絡開發的網絡協定是否在無人機網絡上易于部署還有待考證。
IEEE 802.15.4、IEEE 802.11x、3G/LTE和紅外這幾種無線技術可以應用于無人機網絡通信[70,302,460,40,31,145,207]。盡管部署時通常假設為二維通信平面，但是無論針對人的低移動性還是地面車輛的高移動性，IEEE 802.11都有廣泛的可用性（例如IEEE 802.11p），且其可支援廣泛的服務與資料密集型應用的基礎設施及其ad hoc（自組織）模式，這些使它成為了大量空中網絡研究的候選者。
圖3-1 不同應用距離和節點數量的應用領域
本章就單跳和多跳空中Wi-Fi網絡的性能做了總結。3.2節中首先提出了三維空間中空中鍊路的特性，這些特性不同于移動ad hoc網絡或車輛ad hoc網絡等無線網絡。3.3節中着重分析了實作自主空中網絡的通信需求，并根據通信需求定義不同級别的自主性。3.4節從吞吐量、延遲、資料交換頻率等方面提出了空中網絡應用的一些潛在通信需求。3.5節給出了多跳空中Wi-Fi網絡的真實測量結果，這些結果以及3.4節提供的定量需求，可以用于确定Wi-Fi技術應用于空中網絡的可行性，以及如何調整現有技術以滿足必需的服務品質。3.6節總結了研究結果并提出了進一步的展望。
3.2 空中網絡特性
根據所使用的裝置性質，空中網絡有自己特有的性質，這些特性與諸如移動自組織網絡（MANET）、車載自組織網絡（Vehicular Ad hoc Network, VANET）和無線傳感器網絡（wireless sensor networks, WSN）[49]等其他網絡有很大的不同。接下來分析這些不同的特性以及這些特性對通信系統的要求，我們着重分析以下幾點：（1）所采用飛行器的平台類型，因其可能影響通信範圍；（2）空中鍊路的3D特性；（3）空中網絡裝置的高移動性，因其可能導緻頻繁的拓撲變化；（4）有效載荷和飛行時間限制，這兩點對所部署的網絡的規模和網絡壽命有直接影響。
3.2.1 飛行器特性
用于空中聯網的飛行器不僅不同于在MANET、VANET和傳統WSN中使用的裝置，而且不同部署的應用需求對應不同形式的飛行器平台。飛行器的分類（如氣球、飛艇、滑翔機、螺旋槳和噴氣發動機飛機、直升機和多旋翼）與它們的航程、續航能力、對天氣和風的依賴性、機動性和有效載荷容量有關，在參考文獻[148]中給出了詳細的描述。根據網絡需求，空中網絡可以覆寫一個或多個飛行器平台。當需要與地面裝置進行長期連接配接時，例如通過空中基站提供網絡覆寫，由于氣球續航能力高，可以選擇其作為飛行器平台[351,429]。但由于氣球用繩子系在操作者（人或地面車輛）身上，它們的飛行高度和範圍有限。如果網絡需要覆寫較大區域，例如用于監測和繪圖應用的通信網絡，固定翼裝置由于飛行時間較長可能更有優勢。在例如結構監視應用場景中[152]，期望無人機能在飛行機動中穩定懸停在物體的附近，此時旋翼系統是更佳的選擇[148]。
飛行器平台的選擇影響網絡覆寫範圍和所需平台的數量。具有專用無線電收發器的大型無人裝置通常工作在單個鍊路上以提供更長的連接配接距離。反之，如果使用更便宜的開源裝置例如采用相容Wi-Fi的無線電台，則可以使用形成多跳ad hoc網絡的多個裝置來達到相同的連接配接距離。小型無人機的有效載荷容量限制了在其機身上安裝重型通信基礎設施的可能。這種情況下機載天線不僅應該是輕型的，還要能夠提供全向覆寫。參考文獻[460]中描述了一種能夠在三維空間中實作全向性的輕量化天線結構的設計。綜上可知，無人機的選擇會影響空中網絡的通信設計，因為所使用的信道會根據裝置的收發器特性而變化。
3.2.2 3D屬性
空中網絡的另一個重要顯著特性是它的3D屬性。空中網絡中的裝置在3D空間中移動的能力，使其在必須繞過障礙物的情況下（例如在城市環境中或者諸如地震等災害場景）依舊能夠提供有效的網絡連接配接。在其他場景比如對大片高海拔區域進行監視和繪圖或者在郊野中移動時，空中網絡的3D屬性依然具有優勢。例如在使用多架無人機執行任務的情況下，由于高度差去除了空間相關性，有助于避免裝置之間的碰撞[455]。
網絡的3D 屬性要求能支援各種類型的鍊路。空中網絡中的鍊路可以是空對空（Air-to-Air , A2A）、空對地（Air-to-Ground , A2G）或地對空（Ground-to-Air, G2A）的。參考文
獻[31,460,302]中對這些鍊路彼此進行了分析，且與地對地（Ground-to-Ground, G2G）鍊路進行了比較。事實表明，由于這些鍊路具有不同的信道特性，是以必須對這些鍊路分别進行模組化。鍊路模型會影響到可支援的網絡相關服務品質（Quality-of-Service, QoS），進而影響每種類型鍊路上的可持續流量。無線信道還受到3D空間中無人機飛過的地形以及空間中障礙物數量的影響。
3.2.3 移動性
在很多應用場景中，空中裝置由于其高移動性而具有更好的時效性，例如參考文
獻[184,435]中強調，在搜尋和救援中可以使用無人機進行更及時的搜救。高移動性使得空中網絡不同于MANET和WSN等網絡。具有高移動性的無人機經過的地形會頻繁發生變化，比如在單次飛行中可能會經過森林、湖泊和建築物。地形引起的盲區不僅會影響無線信道，也會造成多個裝置（無人機、地面使用者、基站）之間連接配接的網絡拓撲發生頻繁的變化。VANET也具有高移動性，但是VANET的移動模型受到2D路徑的限制，比如必須在高速公路或者道路上移動，而空中裝置在3D空間中移動。是以不僅無人機飛行經過的平面區域會頻繁地發生變化，飛行高度也會因躲避障礙/防撞而改變。
考慮到以上特點，空中網絡的通信協定不僅能為快速移動的無人機提供耐久的網絡，在移動性模組化方面也比VANET協定更加靈活。相比于其他網絡無法時時連接配接，空中網絡的移動性很有優勢，在空中網絡中，高移動性的裝置可以按具有時效性的方式部署在優化的位置上以支援某些網絡QoS。此外，3D空間中可控的移動性可用于使用定向天線增強通信距離。
3.2.4 有效載荷與飛行時間限制
由于無人機具有較高的成本效益和可用性，其在商業上的應用需求正在增加。盡管商用無人機能在如此廣泛的領域得到應用且成本低廉，但卻會受到有效載荷承載和飛行時間能力的限制。
無人機的有效載荷與飛行時間能力之間成反比關系[13]，這意味着可以通過減少無人機的有效載荷來增加飛行時間。是以，利用目前的技術使多個無人機共享有效載荷[295]能夠延長飛行時間。在這種情況下，無人機之間需要進行嚴格的同步以保證安全。高精度的成像/位置傳感器以及實時通信是防撞的必要條件。
3.3 空中自主網絡的通信需求
上一節詳細說明了空中網絡的一般特性，本節将重點讨論空中自主網絡。對于一些假定的無人機應用場景，人們希望無人機系統能朝着設定的目标自主地工作。自主性的高低取決于目前系統的限制和應用的要求，同時它也決定了空中網絡的通信需求。随着更大通信能力的實作（例如長距離或大容量鍊路情況下），多無人機系統可以實作更多的自主性。下面的讨論說明了自主性與通信能力之間的關系。首先對無人機系統的自主性進行分類。我們定義了“平台（裝置）自主”和“任務自主”兩類空中網絡自主類型。
3.3.1 平台自主
平台自主涉及無人機的控制，可以用于确定無人機平台是否具備自主飛行能力，抑或是需要由飛行員進行遙控（Remote Controlled, RC）導航。為了確定安全，法律規定無人機須保持在遙控範圍内，以便在緊急情況下可以進行人為幹預。無人機自主飛行後，會按照預先計算的路線或自适應航路點航行，這些航路點可以由中央處理裝置（如基站）決定，然後通過通信鍊路發送到無人機上。此外，無人機還可以通過綜合機載傳感器從環境中收集資訊（例如綜合考慮地形、障礙物以及其他無人機的存在），在航行中決定其飛行路徑。通信需求根據所采用的方法會有所變化，但一定會随着自主水準的提高而增加[406]。
考慮到平台的自主性，我們将傳輸的資訊流分為控制資訊流（遙控資料交換）、協調資訊流（路點或任務計劃交換）以及傳感資訊流。下文描述了不同平台自主級别下的不同資訊流交換需求。例如，當平台沒有自主性，操作人員通過遙控控制和導航無人機時，需要在無人機和遙控單元之間交換控制資料。如果在平台自主級别上再進一步，當中央處理裝置向無人機提供航路點使其自主飛行時，資料交換需求将改變，其中還包括對協調資訊流的支援。對于完全自主的平台，其下一個要飛往的航路點由無人機自身決定，是以無人機需要配備某些傳感器，确定自身與障礙物和附近其他無人機的相關位置，在這種情況下，遙控資訊流交換伴随着對傳感資料交換的需求，這些傳感資料将提供給機載處理單元，也将發送至中央處理裝置（以備緊急情況下，例如在出現災害時，讓地面人員進行決策，或者為確定安全提供更高水準的備援度）。此外，無人機進行決策需要互相交換某些協調資訊流以獲得臨近無人機的路徑計劃。
對于具有故障保險能力的通信系統設計，實作平台自主的基本控制資訊交換需求非常重要，這可以幫助确定目前可用的技術是否能夠支援這樣的資訊交換。目前無人機的自動駕駛控制包括俯仰姿态保持、高度保持、速度保持、自動起降、滾轉角保持、轉彎協調以及航向保持等任務[87]。這就要求系統狀态要以20Hz的頻率發送至自動駕駛裝置[31]，目前的技術可以支撐這樣的頻率[87]。例如對于AR無人機，控制回路每30ms使用看門狗指令保持一次連接配接，控制指令有20～60位元組，如果在2s内沒有接收到指令，則該裝置執行緊急着陸。3.4節将詳細說明不同應用中協調和傳感資訊流資料交換的需求。
3.3.2 任務自主
任務自主涉及網絡中各實體之間的協調，包括無人機、基站和構成網絡的其他裝置。就每個機載裝置所需的設計和處理能力而言，具有中央決策裝置（Decision-Making Entity, DME）的解決方案比分布式決策裝置組成的系統更加簡單。然而分布式決策可以提供更好的解決方案來避免單點故障。此外，如前所述，在受到有效載荷和飛行時間限制的空中網絡中，多個機載裝置的并行處理可能是提高時間效率的理想方法。
對于空中網絡，我們根據決策裝置和決策流程，使用二維決策矩陣定義任務自主和相應的資訊流需求，如表3-1所示。我們定義決策裝置可以是集中式也可以是分布式的，這用矩陣的行表達；矩陣的列代表決策流程，根據定義，它們可以是離線的也可以是線上的；矩陣的元素描述了可用于完成任務的方法。網絡中的自主等級取決于裝置和流程的組合。例如，離線、集中式決策可提供最少量的任務自主性，而以分布式方式做出的線上決策確定更進階别的任務自主性。
表3-1 任務自主等級決策矩陣
可以注意到，通信需求并不完全取決于任務自主性，這些需求随着線上處理過程中交換的資訊量的增加而增加。通信需求還取決于分布式決策是在單個裝置上進行的還是通過網絡裝置（例如多架無人機）之間的共識來完成的。相比基于個體的決策，基于共識的決策[51]對通信元件的設計提出了更高要求[458]。這是因為分布式個體決策不需要網絡中裝置之間的協調資訊交換，這種情況下的通信子產品需要支援的資料如表3-1所示。我們把交換的任務資料分成遙測、協調和傳感資料，分類基于每個類型的資料所提供的功能不同，正如它們的名稱所示。更确切地說，遙測資料包括IMU（Inertial Measurement Unit, 慣性測量單元）和GPS（全球定位系統）資訊。協調資料是為了協調網絡中的裝置而需要交換的任何資料，可能包括同步資訊、飛行路徑決策、路由資訊等。傳感資料包括用于測量實體環境的所有資料。此處沒有考慮任務開始之前（離線決策傳播）的資訊交換以及遙控資料交換。
3.4 量化通信需求
本節我們從文獻裡總結了無人機應用中與通信相關的定量需求。表3-2總結了無人機網絡預期應用所需的資料交換頻率、吞吐量、延遲和資訊流類型，我們将資訊流類型分為實時、周期性和延遲容忍（Delay Tolerant, DT）三類。我們給出了在3.3節中定義的協調和傳感資料類型的值。協調資訊流包括遙測、一些傳感的資訊流、決策和任務配置設定指令。傳感資料包括由無人機上的傳感器所産生的任何資訊流[35]。對所有應用來說，由下行鍊路上的遙測資料和上行鍊路上的控制指令組成的控制資料都是通用的，遙測資料交換的标準頻率是4Hz～5Hz或者更小[214]。出于安全考慮，無人機必須支援遙控資料流以保證其可以一直處于遙控範圍内，是以控制資料的交換将更頻繁（20～50Hz）以實作系統對遙控指令的實時響應[87]。遙測資料的吞吐量預計約為24kbps，而控制資料由于資料包非常小（8通道遙控資料包=11位元組），預期吞吐量非常低（~5kbps）。
表3-2中所列出的應用在節點數量、無人機需要跨越的區域大小、空中網絡所部署的地形等方面非常多樣化。是以，服務品質需求有顯著不同，這給通信技術的使用帶來了限制。我們設想表中所提供的值可以有助于為目前的應用場景設計出一個耐久的網絡。當已知區域大小以及對可靠資料傳輸的吞吐量需求時，也更容易估算出是使用多跳來實作區域的完全連通性更能滿足吞吐量需求，還是使用容遲網絡（Delay Tolerant Network, DTN）[40]更合适。另一個需要注意的重要問題是，對于同一網絡，如果使用多跳而不是單跳，網絡中要支援的鍊路不僅包括空對地和地對空，還包括空對空鍊路。此外，從單跳變為多跳後網絡中支援的吞吐量也将減少[459]，這就是為什麼表3-2中提供的所有需求值都指定了端到端連接配接的最低需求。網絡中使用的節點數量取決于所考慮的任務區域的大小、收發器特性以及網絡中使用的節點的類型。直覺來看，較大的網絡區域可能需要更大的節點密度來覆寫，然而，某些收發器提供了較長距離的通信，并且可以使用比其他短距離收發器更少的裝置。盡管如此，這種收發器通常是專門定制且昂貴的重型裝置，對于已商品化且有效載荷受限的無人機，使用更便宜的商用現貨裝置可能更有利[460,31,40,459]。
3.5 空中Wi-Fi網絡的實際測量結果
與空中網絡應用的多樣性類似，有各種各樣的無線技術可應用于無人機網絡。最常見的部署于商業小型無人機上的無線接口是用于資料傳輸的IEEE 802.11以及用于遙測和控制資料資訊流的IEEE 802.15.4（XBee）。雖然這種選擇主要是因為它們的高可用性、大小、成本等，但我們也可以從表3-2中觀察到，大多數IEEE 802.11接口可以支援衆多應用的服務品質要求。本節将首先為不同的無人機應用提供潛在的網絡架構，然後給出多跳空中Wi-Fi網絡的實際測量結果。
3.5.1 網絡架構
接下來将研究幾種真實場景中無人機通信系統應用的網絡類型。我們将網絡架構分為基礎設施和自組織（ad hoc）兩種模式。參考文獻[459]中比較了基礎設施網絡和ad hoc網絡的性能并總結了網絡特性的差别，如吞吐量、延遲和抖動。雖然基礎設施模式提供了用于裝置之間連接配接的中央接入點（Access Point, AP），但是ad hoc模式能保證點對點（Peer-to-Peer, P2P）連接配接。直覺來說，如果要實作集中式決策，而且每個裝置從中央決策裝置獲得其任務并向其提供資訊，則基礎設施網絡更加可行。另一方面，分布式決策可能要求裝置形成P2P連接配接，每個裝置在個體或共識的基礎上對決策過程做出貢獻。如3.3節所述，可以基于表3-1中介紹的決策矩陣，使用多種方法來實作無人機網絡的應用。例如，在參考文獻[404]中描述的以小型農村區域為中心的SAR項目選擇了基礎設施模式作為網絡架構，然而在中等規模的城市和農村環境中執行SAR項目時，網絡實作有多種選擇，一些項目傾向于使用基礎設施網絡實作[184，77]，而其他項目則選擇ad hoc模式作為網絡架構[412，435]。覆寫任意區域大小、地形和資訊流類型的網絡應用，都可以通過基礎設施和ad hoc網絡實作。在參考文獻[429]中實作了一個基礎設施網絡，它建立了機載基站以便在緊急情況下為大型郊區或農村地區提供網絡覆寫。參考文獻[352]中提及在大城市中通過ad hoc網絡提供緊急網絡覆寫。對于這兩種情況，網絡資料流都包含了實時、周期性和延遲容忍資料，對于實時資訊流，參考文獻[75]中指出，ad hoc網絡已經用于在中型區域的城市環境中形成中繼鍊，另一方面，參考文獻[353]指出基礎設施網絡也可用于相同的資訊流、區域大小和地形。像植被監測、農業監測、考古遺址監測以及大面積攝影制圖等應用不需要實時資料傳輸[129]，是以可以在任務完成後使用基礎設施模式進行離線資料傳輸。然而在其他情況下，例如在需要覆寫大量群體以進行目标探測、有大群動物或多處野火的情況下[301]，能夠以有效方式覆寫大面積動态目标的分布式無人機群比單一無人機更加有用[97]，在這種情況下，對于合作覆寫，需要進行P2P連接配接來避免碰撞[48]。參考文獻[152]中有觀點稱，單個無人機覆寫小型區域完成任務時，基礎設施網絡是首要選擇。
表3-2 無人機應用的量化通信需求
3.5.2 試驗結果
空中網絡中不同裝置承載不同類型的資訊流，每種資訊流都具有自己的網絡需求[35]，相應地，無人機上的網絡接口子產品需要能夠滿足這些特定的需求。此外，如上所述，在大範圍區域内部署多架無人機時需要建構ad hoc多跳網絡。為了測試不同無線接口在多個裝置之間實作聯網的可行性，科研人員已經進行了一些實驗，測試的重點放在了傳感資料傳送上，這是由于傳感資料比協調和遙測資料需要更大的通信容量。
實驗評估了使用不同802.11技術實作傳感資訊流時的空中網絡特性。參考文獻[70]重點分析了在無人機ad hoc網絡中使用802.11b無線技術時，空中節點的吞吐量和通信範圍以及地面用戶端的連通性。類似地，參考文獻[302]中通過在無人機上安裝802.11g無線電子產品并使用标準的802.11s網狀實作，形成了一個網狀網絡，這項工作比較了兩個不連通的地面使用者之間的空中中繼與地面中繼。參考文獻[39]中對802.11n的吞吐量性能進行了分析，比較了使用固定實體層資料速率與自适應速率控制的網絡吞吐量。實驗表明，采用商用現貨網絡接口子產品的自适應速率控制時，802.11n無線技術的性能比預期的要低得多。作者分别在采用内部平面和外部環形天線的固定翼及四旋翼無人機平台上進行了實驗。他們的結論是：性能下降可能是四旋翼的底盤阻擋通信鍊路并導緻資料包丢失造成的。另一方面，參考文獻[460]說明了天線定向對無人機網絡性能的影響，提出了一種三天線結構以提供全向覆寫并使用802.11a、802.11n和802.11ac相容的無線電技術進行了測試[460,207]。參考文獻[207]表明，在采用三天線結構的四旋翼平台上使用商業化的802.11n子產品，可以在較長距離上獲得更高的吞吐量。圖3-2比較了當Ptx=12dBm時，在滿足傳輸控制協定（Transfer Control Protocol, TCP）資訊流的單跳基礎設施模式下，采用三天線結構的四旋翼無人機平台使用802.11a和802.11n的吞吐量。結果展示為平均吞吐量和标準偏差（σ）曲線，由圖可得，在距離100m時，802.11n的吞吐量是802.11a的五倍。然而與802.11a鍊路相比，802.11n網絡中的鍊路品質衰減得更為劇烈，可以看到，在距離基站150m～350m的範圍内，吞吐量的提升隻有一倍。在距離500m時，懸停的無人機仍然能夠實作30Mbps的吞吐量，對于移動的無人機，其平均吞吐量僅略好于802.11a鍊路。還可以看出，在802.11n鍊路中，在較遠距離處的吞吐量偏差遠高于近距離處。與參考文獻[39]相比，802.11n的性能差異表明，當在無人機上部署通信系統時必須要注意網絡的3D屬性，特别是機載天線需要針對目前應用進行調整以優化性能。802.11ac是一種更新的通信技術，已經在參考文獻[207]中進行了測試。雖然實驗室測試表明802.11ac比802.11n有明顯的改善，但是在100m以上的距離進行室外測試時，802.11n和802.11ac的吞吐量相差無幾。此外，在參考文獻[459]中對兩跳無人機網絡的性能進行了分析，其中比較了使用标準802.11a實作基礎設施模式和使用802.11s實作網狀模式的性能差異。除了參考文獻[70,459,302]，參考文獻[241]還分析了固定翼小型無人機的多跳網絡，該無人機上安裝有ad hoc模式的IEEE 802.11n無線接口，并且實作了優化的鍊路狀态路由（Optimized Link-State Routing, OLSR）。
圖3-2 Ptx=12dBm時單跳基礎設施模式下的TCP吞吐量
表3-3總結了幾種IEEE 802.11技術标準在空中Wi-Fi網絡中的吞吐量測量結
果[35,460, 40,70,241,302,459,207]。多跳網絡測試測量TCP吞吐量，單跳測試測量使用者資料報協定（User Datagram Protocol, UDP）吞吐量，如果沒有另外說明，則使用最大發射功率（Ptx）。
表3-3 地對地（G2G）與空對空（A2A）、空對地（A2G）、地對空（G2A）的目視鍊路空中Wi-Fi網絡吞吐量比較
3.6 總結與展望
小型無人機叢集是未來空域交通的一部分，可靠的通信和網絡是成功實作無人機協同工作的關鍵。由于IEEE 802.11技術在目前網絡裝置中的廣泛可用性、具有高性能鍊路以及适合于小型無人機。在商業小型無人機上通常使用IEEE 802.11技術來實作網絡連接配接。然而在服務品質方面，通信需求取決于無人機所部署的應用場景，并且需要進一步研究以确定Wi-Fi是否是适合目前應用的通信技術。在沒有特定應用場景的情況下，研究人員對目視場景下應用不同IEEE 802.11标準的無人機進行了若幹實際測量。測量結果表明，就所需的平均吞吐量和延遲而言，Wi-Fi技術可以支援衆多需要在通信節點之間進行少量跳轉的應用。然而尚未明确這些結論是否能擴充到更大的無人機網絡中，并且現有的ad hoc網絡協定實作需為多跳空中網絡進行調整。此外，類似于車載ad hoc網絡（VANET）的實作，尚不清楚是否需要為空中網絡開發新的IEEE 802.11标準。盡管如此，研究人員正在對可部署的空中通信架構進行研究，由于需要支援在目視和障礙物遍布的環境中通過空對空、地對空、空對地鍊路進行通信，且無視高度或方位差異，是以需要為小型無人機定制天線結構。一些文獻中已經說明了天線結構的影響并提出了一些解決方案，然而這些天線增強的空中Wi-Fi網絡沒有針對不同的應用場景進行測試，例如需要支援實時資訊流或可靠聯網的網絡，特别是無人機之間的協調資訊流需要高可靠性以確定安全和避免碰撞。雖然目前已經部署了一些無人機叢集，但仍未确定IEEE 802.11标準是否适用于需要嚴格遵守延遲期限的無人機分布式協同。總的來說，雖然研究結果是令人鼓舞的，但我們仍然需要為超過兩跳且使用IEEE 802.11标準的無人機網絡，尋找更高效的路由和媒體通路控制協定解決方案。