摘要—本文实现并评估了一套由多架无人航空与地面车辆组成的系统，用于在集装箱码头对货运集装箱实施自主监控。系统的可靠控制与运行依赖于稳定、高吞吐量与低时延的通信能力。本文分享了实验结果与实践经验，论证了无人机如何受益于第五代移动通信技术（5G）与无线保真（Wi-Fi）网状连接，并可作为中继节点以提升地面车辆的连接质量与时延表现。现有通信技术虽能提供大部分所需功能，但在可扩展性方面仍存在局限。

关键词—无人机网络；空中连接；时延；中继；混合机器人系统

针对大型、复杂且动态环境的空中巡检与监控，正日益由包含多架无人机的半自主信息物理系统承担。其应用领域涵盖交通运输、农业、国防、工业及物流等多个维度。无线通信用以支持指挥控制、感知、协同及计算任务卸载等关键功能，是该系统的一项核心基础。因此，近年来学术界与产业界在无人机通信组网领域开展了大量研发工作[1][2]。其中，指挥控制所需的短往返时延，以及视频等有效载荷数据上传所需的高上行速率，构成了两项核心需求。第三代合作伙伴计划（3GPP）标准化组织已着手推进无人机与蜂窝网络的融合，并在其规范中纳入了一系列无人机相关特性[3]。除5G外，Wi-Fi亦被广泛用于实现短距离免授权频谱通信，并支持构建无人机间的自组织网状网络。

我们团队在网络化多无人机系统领域的研究，多年来始终聚焦于系统级与实验性工作[4]-[7]，并常与行业实践者合作，以明确实际应用场景中的相关需求与技术路径。本文延续了这一务实的研究脉络。具体而言，本文汇报了在集装箱码头开发、部署并评估一套空中监控系统过程中，所获得的通信相关洞察。该系统采用多架空中无人机与一辆地面漫游车，通过5G蜂窝网络与Wi-Fi网状网络，与本地地面控制站（GCS）及云端服务器进行通信。该系统应用于两类典型场景：其一，无人机利用网络自主协同，识别并定位货运集装箱；其二，无人机为地面运行的漫游车提供支撑，以改善网络覆盖。

通过在真实环境中对复杂系统进行部署与测试，本文就通信需求得出以下发现：

● 分布式服务发现的实测数据与规避瓶颈的解决方案；

● 视觉监控有效载荷的实测数据及其可扩展性分析；

● 空中中继提升地面车辆连接性能的实测证据。

本文结构安排如下：第二节阐述系统组件及其交互机制；第三节展示测量结果；第四节讨论研究发现；第五节总结全文。