無人機輔助的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSNs)中,無人機的分布或軌跡對整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有著重要影響�？梢酝ㄟ^合理的利用無人機的移動性和空中信道條件,設(shè)計優(yōu)化無人機部署和軌跡規(guī)劃算法,改善傳統(tǒng)WSNs中傳感器能量消耗不均勻、部分傳感器死亡導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷等問題。目前的無人機輔助WSNs研究算法大多只是考慮如何利用無人機去覆蓋所有節(jié)點。本文則提出在小世界現(xiàn)象的研究基礎(chǔ)上,結(jié)合地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)的自組織特性,使用無人機輔助少數(shù)關(guān)鍵節(jié)點進行數(shù)據(jù)傳輸,以此降低WSNs的能量消耗和網(wǎng)絡(luò)時延,以實現(xiàn)WSNs的高效數(shù)據(jù)傳輸。本文分別在單個無人機輔助WSNs和多個無人機協(xié)作部署輔助WSNs的兩個場景中,研究了單個無人機軌跡規(guī)劃問題和多個無人機優(yōu)化部署問題:1、在單無人機輔助WSNs場景下,基于小世界現(xiàn)象理論的基礎(chǔ),提出使用無人機對WSNs進行小世界網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,分析加入無人機輔助后的WSNs中的小世界特性。仿真驗證了無人機飛行軌跡的長短對WSNs的能量消耗和傳感器能耗均衡性的影響。其次提出基于傳感器節(jié)點分布特性的無人機軌跡優(yōu)化算法,通過仿真驗證在相同的飛行距離下,優(yōu)化后的無人機軌跡相比于固定的飛行軌跡可以使WSNs的能量消耗進一步的降低。2、在多個無人機協(xié)作部署輔助WSNs場景下,基于維持無人機之間、無人機與基站之間的連通性,并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行缘臈l件下,考慮傳感器節(jié)點的分布特性和無人機對傳感器的覆蓋能力,通過設(shè)計多個無人機的最優(yōu)部署的啟發(fā)式算法,優(yōu)化WSNs的網(wǎng)絡(luò)時延和能量消耗。隨后研究無人機數(shù)量對于WSNs的性能影響。仿真證明了最優(yōu)部署算法計算出的無人機分布位置可以保證無人機之間和無人機與基站之間的連通性,并且大幅度降低WSNs的網(wǎng)絡(luò)時延和能量消耗。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V279;TP212.9;TN929.5
【部分圖文】：

？基站位于坐標(biāo)（０，０），并且具有無限的存儲容量和能量。逡逑＊基站具有所有傳感器節(jié)點的地理位置信息。逡逑此時它們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖２－１所示：逡逑１０００｜＂ｉ￣＇邋１邐＇邐１邐，一上．尙－一－子：，邋１邐１邐＾￣ｔ￣逡逑９００邋－邋ｒ邋。邐：邋．．一，＇邐—邐－逡逑Ｘ—？■邐Ｐ邋＾邐＼邐．邋Ｉ邐S緬義希福埃板騫沐�？逦ｃ邋？，＂—邋？、、辶x希叮埃板澹埽剩蓿㈠澹。哄危

本文編號：2809167