【摘要】：蜂群作戰(zhàn)系統(tǒng)能以較低的成本提高作戰(zhàn)能力,成為了各國近年來的研究重點(diǎn)之一,而飛行器平臺(tái)之間可靠的信息交換是實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的基本保證。實(shí)際應(yīng)用中飛行器平臺(tái)間的通信連接往往無法預(yù)知,這便決定了系統(tǒng)應(yīng)該具備無中心自組織的智能組網(wǎng)特性~([1])。為提高飛行器平臺(tái)間的信息交互能力,本文將飛行器蜂群視作移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)Ad Hoc,針對(duì)其無中心、移動(dòng)、多跳、自組織以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的特點(diǎn),研究其組網(wǎng)協(xié)議,并重點(diǎn)研究網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和鏈路層協(xié)議,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建立、入退網(wǎng)及資源占用的自組織。文章首先介紹了課題的研究背景、意義及蜂群網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀,隨后介紹了兩種典型的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)層次化模型及各層需實(shí)現(xiàn)的功能,為后續(xù)的研究奠定基礎(chǔ)。分別研究網(wǎng)絡(luò)層的分簇算法、入退網(wǎng)方案及路由協(xié)議。對(duì)于規(guī)模較大的蜂群自組織網(wǎng)絡(luò),采用分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),利用分簇算法將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)相互連通的簇,以盡量小的控制開銷快速構(gòu)造并維持能完全覆蓋整個(gè)網(wǎng)絡(luò)且能很好的支持信道資源管理的簇集合。為有效預(yù)防節(jié)點(diǎn)在入網(wǎng)階段受到攻擊與干擾,節(jié)點(diǎn)采用主動(dòng)方式入網(wǎng),設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)、退網(wǎng)方案,以滿足高速動(dòng)態(tài)環(huán)境下多節(jié)點(diǎn)快速入網(wǎng)、退網(wǎng)需求�；诜謱泳W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)路由協(xié)議,以實(shí)現(xiàn)源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)的高效尋址�；诜謱泳W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出了一種適用于飛行器蜂群網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議。為防止數(shù)據(jù)突發(fā)競爭信道造成擁塞,使用具有服務(wù)質(zhì)量保障的TDMA類協(xié)議作為基礎(chǔ)接入方式并設(shè)計(jì)幀結(jié)構(gòu)和時(shí)隙分配算法。幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基于業(yè)務(wù)傳輸需求,而時(shí)隙分配算法能調(diào)度各節(jié)點(diǎn)在分配的時(shí)隙內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的無沖突傳輸,是提高TDMA類協(xié)議性能的關(guān)鍵所在。本文在統(tǒng)一時(shí)隙分配協(xié)議USAP的基礎(chǔ)上,提出了一種固定時(shí)隙分配與動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配相結(jié)合的MAC協(xié)議,以盡可能的提高信道利用率,提升網(wǎng)絡(luò)性能。使用OMNeT++仿真軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)建模仿真,搭建節(jié)點(diǎn)模型和網(wǎng)絡(luò)模型,為網(wǎng)絡(luò)層簡單模塊和鏈路層模塊編寫仿真內(nèi)核,實(shí)現(xiàn)模塊功能并對(duì)協(xié)議進(jìn)行驗(yàn)證。首先設(shè)置場景驗(yàn)證分簇算法功能,然后挑選某節(jié)點(diǎn)作為入網(wǎng)測試節(jié)點(diǎn),頻繁入網(wǎng)、退網(wǎng),并記錄入網(wǎng)延時(shí),最后在幾種典型拓?fù)浼皠?dòng)態(tài)拓?fù)湎聦?duì)考慮時(shí)隙重用的時(shí)隙分配算法進(jìn)行仿真,記錄仿真性能參數(shù),并與固定分配的TDMA進(jìn)行比較,驗(yàn)證該協(xié)議能提高網(wǎng)絡(luò)性能。
【學(xué)位授予單位】：中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V243.1;TN929.5

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本文編號(hào)：2591594