基于三角模型的航空自组网地空通信连通性研究

发布时间：2017-07-30 23:25

  本文关键词：基于三角模型的航空自组网地空通信连通性研究

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【摘要】：航空自组网是指飞机飞行时相互间无中心、自组织形成的网络,作为一种新的航空通信方式有望成为跨洋民用航空通信网络的重要补充。跨洋民用航空自组网网络规模大、节点随机分布并高速运动、通信链路高动态变化,组网可行性及航空自组网连通性的研究对设计航空自组网各层协议具有重要意义。目前,基于航线的航空自组网连通性研究主要集中在单航线单、双航路和单航线多航路,而对多航线航空自组网连通性的研究甚少。由此,针对交叉多航线的航空自组网的特点和需求研究其连通性具有重要的意义。本论文分析了航空自组网的特点,总结了航空自组网网络连通性的国内外研究现状,介绍了现有的基于固定交叉多航线的航空自组网连通性研究,分析了其研究方法的局限性。基于空中飞机通过空-空链路和地-空链路接入地基站的指导思想并结合民航飞机沿航线飞行的特点,提出了一种基于三角模型的航空自组网连通性研究方法,对多航线航空自组网的连通性进行了深入分析,主要工作和贡献如下:(1)推导了航空自组网连通概率表达式。结合相关航空规约,将三维航线压缩到一个三角网格的二维平面中,给出了任意交叉多航线的节点度分布计算公式,得到了航空自组网的连通概率,并分析了在不同飞机通信半径下,飞机节点密度与连通概率的关系;(2)提出了多航线航空自组网飞机节点到地基站连通概率的计算方法。根据多航线航空自组网端到端连通的特点,搜索起始飞机节点到地基站的所有路径并建立相关邻接矩阵,根据邻接矩阵判别端到端的有效路径并删除所有无效路径,最后计算起始飞机节点到地基站至少存在一条路径的概率,即节点连通到地基站的概率;(3)在多航线航空自组网仿真场景下,对所提出的理论推导计算公式进行仿真验证,仿真结果证明节点度分布、航空自组网连通概率以及地空通信端到端连通概率公式的正确性,同时,分析了影响航空自组网连通性的一些关键参数,为航空自组网的组网可行性分析提供了重要支撑。
【关键词】：航空自组网 多航线 三角网格 连通概率
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V351.36;V243.1;TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 课题研究背景与意义8-9
• 1.2 航空自组网研究现状9-14
• 1.3 网络连通性研究现状14-17
• 1.4 主要研究工作及章节安排17-19
• 2 固定航线的航空自组网连通性研究19-24
• 2.1 一维航线连通概率19-20
• 2.2 航线网连通概率20-22
• 2.2.1 分支连通概率21
• 2.2.2 图的连通概率21-22
• 2.3 固定航线模型连通性研究的局限性22
• 2.4 本章小结22-24
• 3 基于三角模型的航空自组网连通概率24-43
• 3.1 引言24-25
• 3.2 多航线航空自组网网络模型介绍25-27
• 3.2.1 多航线航空自组网场景25
• 3.2.2 基于三角模型的多航线模型25-27
• 3.3 节点连通概率27-30
• 3.3.1 节点度分布27-30
• 3.3.2 节点连通概率30
• 3.4 仿真分析30-42
• 3.4.1 仿真场景及参数设置30-34
• 3.4.2 度分布的仿真分析34-39
• 3.4.3 连通概率的仿真分析39-42
• 3.5 本章小结42-43
• 4 航空自组网地空通信多跳连通分析43-61
• 4.1 相关数学理论43-44
• 4.2 端到端连通概率44-54
• 4.2.1 端到端的有效路径44-47
• 4.2.2 路径合并47-51
• 4.2.3 多跳连通概率51-54
• 4.2.4 地空通信连通概率54
• 4.3 仿真分析54-60
• 4.3.1 仿真理论统计54-55
• 4.3.2 仿真场景55
• 4.3.3 仿真结果分析55-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 总结与展望61-62
• 5.1 论文总结61
• 5.2 展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-67
• 附录67
• A. 作者在攻读学位期间参与的科研项目67
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录67

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本文编号：596532