無人機蜂群是由一群自主組網(wǎng)協(xié)同作業(yè)的小型無人機構(gòu)成,具有成本低、感知能力好、協(xié)作能力強和功能分布化等優(yōu)良特性,能夠極大提高任務(wù)執(zhí)行效率。而在強電磁干擾和復(fù)雜大氣環(huán)境等惡劣條件下,無線紫外光散射通信協(xié)作無人機蜂群可實現(xiàn)機間全天候非直視隱秘通信,為無人機蜂群中的信息交互提供有效保障。由于無人機攜帶能源有限,為盡可能延長留空時間,應(yīng)提高無人機網(wǎng)絡(luò)的能量效率和數(shù)據(jù)傳輸效率。因此本文針對無人機節(jié)點能量同構(gòu)和異構(gòu)的情況,研究了機間紫外光通信網(wǎng)絡(luò)中的負載均衡問題,通過改進分簇算法達到延長無人機網(wǎng)絡(luò)生命周期的目的。本文主要工作如下:(1)針對無人機節(jié)點能量同構(gòu)時無人機蜂群網(wǎng)絡(luò)的能效問題,研究了機間紫外光通信網(wǎng)絡(luò)中高能效分簇優(yōu)化算法�；跈C間無線紫外光散射鏈路特性,改進了無人機蜂群網(wǎng)絡(luò)中分簇算法的簇首選舉機制和簇的建立過程,使得簇首選舉概率是基于節(jié)點剩余能量與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點平均能量的比值,并根據(jù)距離最優(yōu)化原則完成簇結(jié)構(gòu)的生成。仿真結(jié)果表明改進算法能夠明顯延長無人機蜂群網(wǎng)絡(luò)的生命周期,提高網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸性能。(2)在實際應(yīng)用中,無人機因搭載任務(wù)載荷不同而具備不同初始能量,因此需對節(jié)點能量異構(gòu)條件下無人機蜂群網(wǎng)絡(luò)...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 無線紫外光通信網(wǎng)絡(luò)
        1.2.2 無人機蜂群分簇機制
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
    1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)
2 無線紫外光通信與無人機蜂群分簇方法概述
    2.1 無線紫外光通信基本原理
    2.2 大氣效應(yīng)對紫外光通信的影響
        2.2.1 大氣吸收作用
        2.2.2 大氣散射作用
    2.3 無線紫外光通信方式
        2.3.1 無線紫外光直視通信鏈路模型
        2.3.2 無線紫外光非直視通信鏈路模型
    2.4 無人機蜂群分簇理論
        2.4.1 編隊控制策略
        2.4.2 分簇的基本思想
        2.4.3 分簇算法的分類
        2.4.4 LEACH分簇算法
    2.5 本章小結(jié)
3 機間紫外光通信網(wǎng)絡(luò)中高能效分簇優(yōu)化算法
    3.1 機間紫外光通信鏈路衰減
    3.2 無人機蜂群網(wǎng)絡(luò)模型
        3.2.1 無人機蜂群通信能耗模型
        3.2.2 無人機蜂群分簇模型
    3.3 機間紫外光通信網(wǎng)絡(luò)中高能效分簇優(yōu)化算法
        3.3.1 基于能量約束的簇首選舉
        3.3.2 距離最優(yōu)化成簇
        3.3.3 數(shù)據(jù)傳輸
    3.4 網(wǎng)絡(luò)分簇性能評價
    3.5 結(jié)果與討論
        3.5.1 算法對比分析
        3.5.2 算法性能分析
    3.6 本章小結(jié)
4 閾值敏感的異構(gòu)無人機蜂群能耗均衡策略
    4.1 能量異構(gòu)的無人機蜂群分簇模型
    4.2 閾值敏感的異構(gòu)無人機蜂群能耗均衡策略
        4.2.1 能量加權(quán)選舉簇首
        4.2.2 簇的建立
        4.2.3 閾值約束下的數(shù)據(jù)傳輸
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 算法對比分析
        4.3.2 算法性能分析
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 本文總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間主要研究成果



本文編號：3809528