高动态无人机多跳网络鲁棒资源分配

发布时间：2020-12-19 01:23

　　无人机多跳网络是一种无人机作为网络节点的特殊移动自组织网络,无人机的自由高速移动、三维空间分布等特征,造成无人机多跳网络面临着网络拓扑频变、节点超密集、干扰环境复杂、节点获取信息不完全等新的问题。一方面,节点高动态导致网络拓扑频变,数据包发生冲突和丢失的概率增大,然而现有MAC协议在设计时很少考虑到节点高移动性给网络性能带来的影响;另一方面,无人机节点能量有限,需要一种有效提升节点能量效率的功率控制方法。相比于地面二维空间,无人机的三维空间分布使单个节点周围分布的节点更多,造成网络密集化,网络中的干扰环境更加复杂,传统方法设计功率控制策略在获取相关干扰信息时会造成节点间的大量信息交互,并且节点高速移动造成无线信道剧烈波动以及节点本身存在估计误差和信道状态信息量化噪声等,使得反馈理想信道状态信息非常困难,因此节点获取的信道状态等信息具有不确定性,如果不考虑这种不确定性,可能导致功率控制的结果在实际系统中无法使用,因此需要设计一种低开销的具有鲁棒性的功率控制方案来提升节点的能量效率。因此传统移动自组织网络中的资源分配方案在无人机多跳网络场景中不能直接适用,因此亟待研究一种能够适用于该场景的... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 无人机多跳网络概述
        1.1.2 无人机多跳网络鲁棒资源分配的必要性
    1.2 平均场博弈概述
        1.2.1 平均场理论概述
        1.2.2 平均场博弈
    1.3 USAP协议概述
    1.4 论文研究内容及章节安排
第二章 多跳自组织网络资源分配研究现状
    2.1 移动多跳自组织网络资源分配
        2.1.1 鲁棒资源分配研究现状
        2.1.2 MAC层研究现状
        2.1.3 功率控制研究现状
        2.1.4 跨层资源分配研究现状
    2.2 无人机多跳网络研究现状
        2.2.1 无人机多跳网络未来发展和应用
        2.2.2 国内外无人机集群化研究进展
    2.3 本章小结
第三章 联合物理层和MAC层的鲁棒资源分配
    3.1 系统模型和问题建模
        3.1.1 系统模型
        3.1.2 问题建模和子问题分解
    3.2 时隙分配子问题
        3.2.1 协议帧结构设计
        3.2.2 节点移动导致系统性能下降的解决方案
        3.2.3 三维空间移动预测模型
    3.3 功率控制子问题
        3.3.1 博弈者的鲁棒代价函数
        3.3.2 系统的HJB和 FPK方程
        3.3.3 求解平均场均衡
    3.4 本章总结
第四章 仿真平台搭建与算法性能仿真
    4.1 仿真平台搭建
        4.1.1 MATLAB面向对象编程介绍
        4.1.2 仿真平台介绍
        4.1.3 MAC层动态TDMA协议实现
    4.2 算法性能分析
        4.2.1 MAC层算法性能分析
        4.2.2 功率控制算法性能分析
    4.3 本章总结
第五章 总结和展望
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：2924984