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近距离空地协作视频自组织通信路由协议研究

发布时间:2018-10-13 20:35
【摘要】:近距离空(无人机)地(无人车)协作自组织通信网络具有组网方便、机动性强,隐蔽性好等特点,可广泛应用到军事侦查和民用救灾等领域。然而,近距离空地协作视频自组织通信受到网络拓扑变化和无线传输不稳定的影响,在视频传输过程中出现较大的时延和较高的丢包率,影响到传输实时性和传输可靠性。本文针对近距离空地协作视频自组织通信时延较高的问题,提出了视频自组织通信实时性优先路由算法,针对近距离空地协作视频自组织通信丢包率较高的问题,提出了视频自组织通信可靠性优先路由算法,为近距离空地协作自组织视频的实时、可靠传输的实现提供参考。本文的主要内容及贡献如下:(1)针对近距离空地协作环境,分析影响视频自组织通信实时性的因素,如中继节点的转发次数和路由的重建次数等。利用马尔可夫链的预测性,预测节点运动方向的变化,提出了视频自组织通信实时性优先路由算法---基于节点运动方向预测的AODV路由选择方法(M-AODV,Markov-Predict AODV)。结果表明所提算法能有效减少视频传输时延,相比AODV协议视频传输时延下降了5%,增强了视频的传输实时性。(2)针对近距离空地协作环境,分析影响视频自组织传输可靠性的因素,如网络中可用信道带宽和视频传输速率等。利用模糊逻辑推理,估计节点间可用信道带宽,以信道容量作为路由选择的依据,提出了视频自组织通信可靠性优先路由算法---基于信道可用带宽估计的AODV路由选择方法(AB-AODV,Available Bandwidth Predict AODV)。结果表明所提算法能有效的减少视频传输丢包率,相比AODV协议视频传输丢包率降低了15%,增强了视频的传输可靠性。(3)设计并实现了近距离空地协作视频自组织通信协议验证系统,利用V4L2(Video for Linux 2)的相关函数,设计并实现了基于USB摄像头的视频采集;利用jpeg算法,设计并实现了视频帧的压缩和显示功能;设计并实现了视频帧的分组分片传输,提高了视频传输效率。将程序移植到空地协作视频自组织通信演示平台上,测试了视频自组织通信。本文从路由稳定性的角度,研究了视频传输实时性的路由算法;从传输链路可用带宽的角度,研究了视频传输可靠性的路由算法;在空地协作平台上,测试了近距离视频自组织通信协议,验证了所提算法的有效性。
[Abstract]:The close air (UAV) ground (unmanned aerial vehicle) cooperative self-organizing communication network has the characteristics of convenient networking, strong mobility and good concealment. It can be widely used in military reconnaissance and civil disaster relief and other fields. However, close-ground cooperative video self-organization communication is affected by network topology changes and wireless transmission instability. In the process of video transmission, large delay and high packet loss rate affect the real-time transmission and transmission reliability. In this paper, aiming at the problem of high time delay of close air cooperative video self-organization communication, a real-time priority routing algorithm is proposed, aiming at the problem of high packet loss rate of close-air cooperative video self-organization communication. A reliability first routing algorithm for video self-organizing communication is proposed, which provides a reference for the realization of real-time and reliable transmission of self-organized video in close space collaboration. The main contents and contributions of this paper are as follows: (1) for the close-air cooperative environment, the factors that affect the real-time performance of self-organized video communication are analyzed, such as the number of relay forwarding and the number of route reconstruction. Based on the prediction of Markov chain and the prediction of node movement direction, a real-time priority routing algorithm based on node motion direction prediction (M-AODV) Markov-Predict AODV). (M-AODV) is proposed in this paper. The results show that the proposed algorithm can effectively reduce the video transmission delay. Compared with the AODV protocol, the video transmission delay is reduced by 5%, and the real-time of video transmission is enhanced. (2) the factors that affect the reliability of video self-organizing transmission are analyzed in the close-space cooperative environment. For example, channel bandwidth and video transmission rate are available in the network. Using fuzzy logic reasoning, the available channel bandwidth between nodes is estimated, and the channel capacity is used as the basis for routing selection. A Reliability first routing algorithm for Video Ad Hoc Communication based on Channel available bandwidth estimation based on AODV routing method (AB-AODV,Available Bandwidth Predict AODV).) The results show that the proposed algorithm can effectively reduce the packet loss rate of video transmission, reduce the packet loss rate of video transmission by 15% compared with the AODV protocol, and enhance the transmission reliability of video. (3) Design and implement the verification system of close distance cooperative video self-organizing communication protocol. Using the correlation function of V4L2 (Video for Linux 2, the video capture based on USB camera is designed and implemented; the compression and display function of video frame is designed and realized by using jpeg algorithm; the packet partition transmission of video frame is designed and realized. The efficiency of video transmission is improved. The program is transplanted to the demonstration platform of cooperative video self-organization communication, and the video self-organization communication is tested. From the point of view of routing stability, this paper studies the real-time routing algorithm for video transmission, the routing algorithm for the reliability of video transmission from the point of view of available bandwidth of transmission link, and the routing algorithm for video transmission reliability on the air-ground collaboration platform. The proposed algorithm is validated by testing the short distance video self-organization communication protocol.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN915.04

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7 魏W,

本文编号:2269820


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