多无人机协同安全通信策略研究

发布时间：2017-10-04 08:20

  本文关键词：多无人机协同安全通信策略研究

  更多相关文章： 多无人机网络 安全通信 动力学 移动自组织网 人工鱼群算法 路由协议

【摘要】：无人机已被广泛应用在军事、搜救、勘察等诸多领域。随着技术的发展，多无人机的协同应用越来越受到人们的重视。多无人机在协同目标搜索、目标打击等方面具有单个无人机无可比拟的高效性和实时性。多无人机网络是一个动态性强、拓扑结构快速变化、并且不断会有节点离开或加入的网络，Mobile Ad Hoc网络由于具备类似的特性比较适合建立多无人机通信网络。 本文通过分析当前多无人机网络的研究状况，提出多无人机间安全通信问题，并给出解决算法；针对多无人机间通信性能的提高问题，改进已有优化链路状态协议OLSR(Optimized Link State Routing Protocol)。本文的主要工作如下： 针对无线信号强度增加引起的多无人机间安全通信问题，结合移动自组织网的无线通信技术和动力学内容，建立无线通信模型和无人机动力学模型，采用改进的人工鱼群算法(IAFSA)进行研究，进一步缩小了多无人机通信范围。将动力学参数作为自适应视野系数，并引入虚拟洋流于人工鱼群算法(AFSA)中，，解决了人工鱼群算法后期收敛速度慢，迭代次数多等缺陷。仿真实验证明：IAFSA解决多无人机安全通信时，较AFSA具有收敛速度快，迭代次数少等优势，并使多无人机的整体通信范围更小。 在无线路由协议中，由于OLSR协议适用于节点移动速度较慢的移动自组织网络，难以满足多无人机节点的快速移动。为了适应多无人机协同飞行环境下节点快速移动的需要，根据节点移动过程中运动信息改进OLSR，利用节点位置信息，最近访问时间，节点连接度三个参数信息，对多点中继节点(MPR)的搜索选择策略进行改进，提出基于运动信息感知的OLSR协议。通过仿真实验，对比OLSR和基于不同权重系数下三个参数的改进OLSR协议，分析对通信性能的影响，最终得到节点位置信息对通信的影响最为重要。 实验证明，改进人工鱼群算法和基于运动信息感知的OLSR路由协议，给出了对多无人机协同安全通信策略的初步方案，可以较好地解决多无人机安全通信问题。
【关键词】：多无人机网络 安全通信 动力学 移动自组织网 人工鱼群算法 路由协议
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V279;TP18
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及课题来源11-13
• 1.2 多无人机概述13-15
• 1.2.1 无人机13-15
• 1.2.2 多无人机15
• 1.3 本文的主要工作15-16
• 1.4 论文的组织结构16-18
• 第2章 相关技术与研究现状18-31
• 2.1 多无人机网络的安全通信18-20
• 2.1.1 多无人机网络特点18-19
• 2.1.2 相关技术研究现状19-20
• 2.2 移动自组织网20-22
• 2.3 无线组织网路由协议22-24
• 2.4 OLSR 协议24-26
• 2.4.1 协议思想24-25
• 2.4.2 研究现状25-26
• 2.5 人工鱼群算法26-30
• 2.5.1 算法思想27
• 2.5.2 算法描述27-29
• 2.5.3 算法特点29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 自适应步长和视野的改进人工鱼群算法31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 问题描述31-32
• 3.3 多无人机系统模型32-35
• 3.3.1 无人机拓扑结构模型32-33
• 3.3.2 无线通信模型33-34
• 3.3.3 无人机动力学模型34-35
• 3.4 改进人工鱼群算法35-38
• 3.4.1 多无人机通信范围35
• 3.4.2 自适应步长和视野35-36
• 3.4.3 虚拟洋流概念36-38
• 3.4.4 改进人工鱼群算法38
• 3.5 仿真实验38-42
• 3.5.1 MATLAB 简介39
• 3.5.2 仿真场景与结果分析39-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第4章 基于运动信息感知的改进 OLSR 协议43-53
• 4.1 网络模型44-45
• 4.2 MPR 选择优先度以及搜索算法45-48
• 4.2.1 MPR 选择优先度45-48
• 4.2.2 MPR 选择流程48
• 4.3 仿真实验与分析48-52
• 4.3.1 NS2 简介48-49
• 4.3.2 仿真场景49-50
• 4.3.3 仿真结果分析50-52
• 4.4 多无人机安全通信策略52
• 4.5 本章小结52-53
• 结论53-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 姚宗信;李明;陈宗基;;多机协同作战任务决策方法多智能体结构框架[J];电光与控制;2008年03期

2 刘金星,佟明安;多架无人作战飞机攻击行为的协调[J];飞行力学;2003年02期

3 曹菊红,高晓光;多架无人机协同作战智能指挥控制系统[J];火力与指挥控制;2003年05期

4 吴杰宏;常桂然;高福祥;尹航;;基于数据迷乱和时间核查技术的移动代理保护的研究[J];计算机研究与发展;2009年03期

5 洪晔;缪存孝;雷旭升;;基于长机—僚机模式的无人机编队方法及飞行实验研究[J];机器人;2010年04期

6 张鹏;崔勇;;移动自组织网络路由选择算法研究进展[J];计算机科学;2010年01期

7 张可;张伟;李炜;曾家智;;快速移动环境中上下文感知优化链路状态路由协议[J];计算机科学;2011年06期

8 李炜;张伟;;基于粒子群算法的多无人机任务分配方法[J];控制与决策;2010年09期

9 张信明;曾依灵;干国政;陈国良;;用遗传算法寻找OLSR协议的最小MPR集[J];软件学报;2006年04期

10 李晓磊,邵之江,钱积新;一种基于动物自治体的寻优模式:鱼群算法[J];系统工程理论与实践;2002年11期

本文编号：969606