本文關鍵詞：無人機編隊組網(wǎng)中基于事件驅動的QoS保障機制研究

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【摘要】：隨著技術的不斷進步,無人機不僅在軍用領域大顯身手,在民用領域的應用也日益廣泛。作為世界各國的軍民用前沿裝備,無人機綜合集成了航空技術、信息技術、控制技術、測控技術、傳感技術以及新材料、新能源等多學科技術,代表著未來航空業(yè)的發(fā)展方向。但是隨著無人機所要執(zhí)行的任務越來越復雜化,無人機往往身上要肩負多個功能,對于單架無人機來說,這太過復雜而且成本太高。因此,無人機自主編隊執(zhí)行任務引起了人們的關注,無人機編隊可以通過多架無人機協(xié)作飛行和交互信息來完成一些復雜的任務。如何建立可靠的無人機編隊通信網(wǎng)絡,實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的可靠、高效傳輸,是一項迫切需要解決的核心問題。為了支持無人機精確編隊飛行,無人機編隊需構建高效、可靠的機間自主運控與通信絡。我們在移動自組織網(wǎng)絡的基礎上建立了分層異構自組織網(wǎng)絡的彈性組網(wǎng)機制,它能夠同時支持實時運行控制信息和用戶載荷信息,包括一個基于點對點網(wǎng)絡模型的數(shù)據(jù)子網(wǎng)用來傳輸高速的載荷信息和一個基于無線網(wǎng)格網(wǎng)絡模型的運控子網(wǎng)用來傳輸關鍵的實時運行控制信息。這其中,運行控制信息的實時傳輸是無人機精確編隊飛行的基礎。為了提升整個無人機編隊的生存性能,我們急需對編隊飛行過程中運行控制相關信息的傳輸QoS保證做研究。針對無人機應用場景的特點和需求,本文主要研究了基于事件驅動的無人機QoS保障機制,即通過事件驅動,讓需要規(guī)避突發(fā)危險的無人機迅速提升其信息傳輸?shù)腝oS保障等級,使得危險無人機的信息傳遞優(yōu)先級高于其他正常飛行的無人機,從而提升整個無人機編隊的生存性能,保障任務的執(zhí)行。另外,本文還通過三維馬爾科夫鏈對網(wǎng)絡進行建模,從而確立了最優(yōu)的競爭窗口值,使得整個網(wǎng)絡的頻譜和能量資源利用更加合理。最后通過構建網(wǎng)絡模型,論文模擬了所提出QoS保障機制應用在無人機編隊網(wǎng)絡中的性能表現(xiàn),仿真結果表明采用本文所提出的機制可以保證遭遇突發(fā)事件的無人機緊急事件數(shù)據(jù)的可靠及時傳輸。這對以后的無人機編隊通信網(wǎng)絡相關研究具有一定的參考價值。
【關鍵詞】：無人機 精確編隊飛行 事件驅動 QoS
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-11
• 縮略語對照表11-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 無人機研究現(xiàn)狀15-20
• 1.1.1 無人機及無人機編隊概述15-19
• 1.1.2 國內外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2 無人機QoS保障機制的研究意義20-22
• 1.3 論文內容安排22-25
• 第二章 無人機編隊通信系統(tǒng)協(xié)議25-41
• 2.1 自組織網(wǎng)絡25-26
• 2.2 物理層協(xié)議26-28
• 2.2.1 雙工方式26
• 2.2.2 直接序列擴頻26-28
• 2.3 MAC協(xié)議的概述28-35
• 2.3.1 協(xié)議分類28-29
• 2.3.2 IEEE 802.11x無線局域網(wǎng)的MAC協(xié)議29
• 2.3.3 幀間隔29-31
• 2.3.4 基于競爭的分布式信道接入機制31-32
• 2.3.5 點協(xié)調接入機制32-33
• 2.3.6 IEEE 802.11e協(xié)議33-35
• 2.3.7 MAC協(xié)議的選取35
• 2.4 路由協(xié)議概述35-39
• 2.4.1 反應式路由協(xié)議36-37
• 2.4.2 先驗式路由協(xié)議37-38
• 2.4.3 無人機編隊路由協(xié)議的選擇38-39
• 2.5 本章小結39-41
• 第三章 基于事件驅動的無人機編隊QoS保障機制41-57
• 3.1 分層異構網(wǎng)絡架構41-46
• 3.1.1 運控信息和數(shù)傳信息41-42
• 3.1.2 PMP/Mesh混合組網(wǎng)方式42-44
• 3.1.3 無人機編隊通信系統(tǒng)網(wǎng)絡架構44-46
• 3.2 基于事件驅動的QoS保障機制46-55
• 3.2.1 事件驅動機制47-48
• 3.2.2 馬爾科夫鏈48-54
• 3.2.3 頻譜效率和能量效率54-55
• 3.3 本章小結55-57
• 第四章 仿真平臺搭建及內容仿真57-71
• 4.1 OPNET仿真工具簡介57-58
• 4.2 仿真模型介紹58-63
• 4.2.1 仿真場景的構建58-59
• 4.2.2 仿真節(jié)點設置59-60
• 4.2.3 參數(shù)設置60-61
• 4.2.4 MAC層設置61-63
• 4.3 性能分析63-69
• 4.4 本章小結69-71
• 第五章 總結與展望71-73
• 5.1 研究總結71
• 5.2 研究展望71-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-79
• 作者簡介79-80

【參考文獻】

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本文編號：1105238