【摘要】：隨著電子技術(shù)、傳感器技術(shù)以及通信技術(shù)的飛速發(fā)展,以無人機(jī)為代表的高速非定向移動設(shè)備在軍事和民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但這些應(yīng)用還局限在單機(jī)系統(tǒng),采用的是基站與設(shè)備直連的通信和控制模式,存在不能充分發(fā)揮無人機(jī)優(yōu)勢和只能在簡單的應(yīng)用場景中使用等問題。而具有通信能力、可相互協(xié)調(diào)和協(xié)作的多機(jī)系統(tǒng)具有成本低、生存能力強(qiáng)、任務(wù)執(zhí)行效率高和軍事上具有更好的隱蔽性等優(yōu)勢,能執(zhí)行單機(jī)系統(tǒng)所不能執(zhí)行的任務(wù),提供更加多樣化的服務(wù)。但實(shí)現(xiàn)機(jī)群系統(tǒng)首先要解決的問題是高速非定向移動節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)。本文深入研究了高速非定向移動節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)問題,為實(shí)現(xiàn)高速非定向移動節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)提出了解決方案。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)在分析和總結(jié)高速非定向移動節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)特性和現(xiàn)有組網(wǎng)架構(gòu)存在的問題的基礎(chǔ)之上,將組網(wǎng)特征和分簇架構(gòu)的優(yōu)勢相結(jié)合,提出了分簇的分級架構(gòu)。該架構(gòu)充分考慮了高速非定向移動節(jié)點(diǎn)的特征和分簇架構(gòu)的優(yōu)勢,滿足高速非定向移動節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)的需求。(2)針對現(xiàn)有分簇算法忽略節(jié)點(diǎn)分布特征和對移動性考慮不充分的問題,提出了基于節(jié)點(diǎn)分布密度的分簇算法。該算法依據(jù)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浞植继卣?選擇V-圖密度最大的節(jié)點(diǎn)作為簇首,然后周圍節(jié)點(diǎn)根據(jù)與簇首節(jié)點(diǎn)的鏈路持續(xù)時間和相對移動性大小選擇適合的簇加入。仿真結(jié)果表明該算法能夠很好的適應(yīng)高速、非定向節(jié)點(diǎn)的分簇。(3)針對FANET網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量限制的問題,提出了低功耗自適應(yīng)分簇算法。該算法綜合考慮節(jié)點(diǎn)的相對移動性、節(jié)點(diǎn)度、剩余能量和與鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路持續(xù)時間,算法將這些參數(shù)加權(quán)得到節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性因子,然后選擇穩(wěn)定性因子最高的節(jié)點(diǎn)作為簇首,其他節(jié)點(diǎn)根據(jù)相對移動性和鏈路持續(xù)時間選擇簇加入。本算法為均衡簇首負(fù)載,引入副簇首節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)概念,它們由滿足特定條件的成員節(jié)點(diǎn)以輪詢方式輪流充當(dāng)。仿真結(jié)果表明該算法能夠在高動態(tài)場景下有效工作,并有效的延長網(wǎng)絡(luò)的壽命。綜上所述,本文的研究工作對高速非定向節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)和實(shí)現(xiàn)具有重要指導(dǎo)意義。
【圖文】：

13圖 2.1 MANET 網(wǎng)絡(luò)模型Fig.2.1 MANET network model，節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)展開不依賴任何預(yù)設(shè)基礎(chǔ)設(shè)路由選擇、流量管理和資源管理等都以作為普通節(jié)點(diǎn)，還可以作為中繼器或路特征通信網(wǎng)絡(luò)相比，MANET 具有一些突出拓?fù)�、有限的傳輸帶寬等[43-45]。NET 節(jié)點(diǎn)功能相同、地位相等，沒有嚴(yán)網(wǎng)絡(luò)，任何節(jié)點(diǎn)異�；驓绮粫绊懻鸑ET 可以在任何時間、地點(diǎn)不依賴任何

圖 2.2 FANET 網(wǎng)絡(luò)鏈路Fig.2.2 FANET Link力點(diǎn)由電池供電，因機(jī)身尺寸和能量限制，，節(jié)點(diǎn)的處理能 特殊的應(yīng)用情況，其所支持處理能力要比傳統(tǒng)的 MANE FANET 節(jié)點(diǎn)所執(zhí)行的任務(wù)要求其具有較高的處理能力。量需求分析表 2.1 無人機(jī)應(yīng)用的數(shù)據(jù)流量要求Table.2.1 Data traffic requirements for UAV applications延遲容忍度 帶寬需求 應(yīng)用數(shù)據(jù) 高 低 農(nóng)業(yè)和環(huán)境管理、監(jiān)測數(shù)據(jù) 高 高 地理空間測量和軍事監(jiān)控低 低-中軍事飛行、制導(dǎo)、應(yīng)急（醫(yī)療等）反應(yīng)、戰(zhàn)斗支援、運(yùn)輸
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳思靜;張可;賀穎;;高動態(tài)自組織無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)與模式研究[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2015年02期

2 張程;朱慶生;陳自郁;劉慧君;;基于移動自組網(wǎng)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2010年12期

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本文編號：2601066