基于Ad Hoc的无人机网络及其路由协议研究
移动自组网AdHoc论文 全局可动态重组战略网GDSN论文 无人机协同作战模式UAS-COM论文 可
论文详情
近代战争的经验表明:信息对赢得局部战场的胜利或整个战争至关重要,因此现代战争被军事学家视为“以信息为中心的战争”。由于网络在信息交换、处理与存储上的重要性,现代战争也被视为“以网络为中心的战争”(简称“网络中心战”)。在过去的20多年中,无人驾驶飞行系统(UAS)由于用途广、制造成本低、无驾驶员及人员伤亡,受到军方的高度重视,在未来的战争中将扮演了越来越重要的角色。这就是本论文选择“与无人驾驶飞机作战网络相关技术”作为研究对象的动因。本论文的创新性贡献可以总结为两个方面:①提出了3个与无人机群作战网络相关的三个不同层次的概念设计,即GDSN、UAS-COM和DRNA:②提出并初步验证了适合未来无人机作战网络应用环境的三个有特色的路径算法。根据未来“网络中心战”的动态特性,本文将全局作战网络抽象为“全局可动态重组战略网”(GDSN-Global Dynamically-reconfigurable Strategic Network)。与飞行器相关的GDSN由总部系统(HS)、通信中继系统(CRS)以及成群的有人与无人驾驶系统战术网络(MAS/UAS-TN)动态地构建而成,以满足战略和战术上的需求。在GDSN框架的基础上,本文进一步探讨了在无人机网络模式下机间或网间的协同作战模式(Coordinated Operation Mode)并简要地介绍了笔者运用该模式在微波协同干扰系统中的具体应用。根据无人机小型化发展趋势、高速移动特点、无线通信条件和高安全性的需求,本文基于未来无人机群战术作战网络的新模式提出了无人机“动态可重定义网络体系结构”(DRNA-Dynamically Re-defi nable Network Architecture)的初步框架。第3章到第6章是本论文的主体,其重点是无人机作战网络路由协议与算法。无人机作战网络的通信条件和工作特点决定了该网络是一种特殊的无线移动自组网络(MANET-Mobile Ad-hoc NET),因此,第3章较全面地分析和介绍了MANET典型路由算法,分析了无人机群作战网络的特殊需求,为后续章节提出新的路由算法做准备。第4章提出了一种“基于源路由和多路径OLSR协议”(SRMP-OLSR)。仿真结果表明SRMP-OLSR特别在重负载的环境下吞吐量得到提高,丢包率和传输延迟可以减少。第5章提出“负载度。”的概念并进一步改进了多路径策略。即根据低层的近期传输特性自适应性地为各条路径设置相应的“负载度”,并以此来平衡网络的负载和改善其传输能力。该算法被称为“基于负载度的自适应多路径选径”(LAMP-DSR)。第6章介绍了基于移动代理的混合多路径路由算法(MAH-MPR)。该算法结合移动代理的概念,综合了蚁群优化算法(ACO)、先验路由算法和按需路由算法的优点。仿真表明MAH-MPR协议是比AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)协议更好的路由策略。第7章在对全文进行总结的基础上,对今后有待研究工作的将重点进行了分析与展望。
摘要 | 第7-9页 |
Abstract | 第9-10页 |
第1章 绪论 | 第15-19页 |
1.1 本论文的研究背景与意义 | 第15-16页 |
1.2 本论文主要研究内容与笔者的主要贡献 | 第16-17页 |
1.3 本论文的组织结构 | 第17-19页 |
第2章 无人机及无人机网络设计 | 第19-44页 |
2.1 引言 | 第19页 |
2.2 无人机概况 | 第19-22页 |
2.2.1 无人机发展现状 | 第19-20页 |
2.2.2 无人机发展趋势 | 第20-22页 |
2.3 国外作战网络与无人机通信网络现状 | 第22-27页 |
2.3.1 国外军队网络现状 | 第22-23页 |
2.3.2 美国无人驾驶飞机使用的典型通信技术 | 第23-25页 |
2.3.3 国外无人驾驶机群网络技术 | 第25页 |
2.3.4 国外作战网路与无人机战术网络分析 | 第25-27页 |
2.4 基于无线自组网络(Ad Hoc)的无人机网络技术 | 第27-35页 |
2.4.1 MANET概述 | 第27-28页 |
2.4.2 移动自组网的结构 | 第28-30页 |
2.4.3 无人机网络的物理层技术 | 第30-34页 |
2.4.4 无人机网络的数据链路层技术 | 第34页 |
2.4.5 无人机网络的网络层技术 | 第34-35页 |
2.4.6 无人机网络的TCP/UDP及高层技术 | 第35页 |
2.5 无人机战术作战网络概念设计 | 第35-43页 |
2.5.1 全局动态可重构战略网络(GDSN) | 第35-37页 |
2.5.2 无人机协同作战网络模型(UAS-COM) | 第37-41页 |
2.5.3 动态可重定义网络体系结构(DRNA) | 第41-43页 |
2.6 本章小结 | 第43-44页 |
第3章 移动自组网AD HOC路由协议与多路径策略 | 第44-63页 |
3.1 引言 | 第44页 |
3.2 移动自组网Ad Hoc路由协议 | 第44-53页 |
3.2.1 研究现状 | 第44-46页 |
3.2.2 各种路由协议间的性能比较 | 第46-50页 |
3.2.3 路由的组播问题 | 第50-52页 |
3.2.4 路由协议研究的新动向 | 第52-53页 |
3.3 多路径策略 | 第53-62页 |
3.3.1 问题描述 | 第53页 |
3.3.2 多路径研究现状 | 第53-56页 |
3.3.3 多路径算法的数学模型 | 第56-57页 |
3.3.4 多路径算法的策略实现 | 第57-62页 |
3.4 本章小结 | 第62-63页 |
第4章 基于源路由与多路径机制的路由协议研究 | 第63-83页 |
4.1 引言 | 第63页 |
4.2 OLSR路由协议 | 第63-68页 |
4.2.1 OLSR协议对链路状态算法的改进 | 第63-65页 |
4.2.2 OLSR协议的路由机制 | 第65-68页 |
4.3 问题描述 | 第68-70页 |
4.3.1 网络模型及假设 | 第68-70页 |
4.3.2 问题描述 | 第70页 |
4.4 SRMP-OLSR路由协议 | 第70-75页 |
4.4.1 协议的基本思想 | 第70-71页 |
4.4.2 协议的基本实现 | 第71-75页 |
4.5 性能分析与仿真试验 | 第75-82页 |
4.5.1 性能评估 | 第75-76页 |
4.5.2 仿真试验 | 第76-82页 |
4.6 本章小结 | 第82-83页 |
第5章 基于负载度的自适应跨层多路径路由协议研究 | 第83-106页 |
5.1 引言 | 第83-84页 |
5.2 DSR路由协议 | 第84页 |
5.3 问题描述 | 第84-88页 |
5.3.1 网络模型及假设 | 第84-85页 |
5.3.2 网络负载表征的问题 | 第85-86页 |
5.3.3 跨层优化的问题 | 第86-88页 |
5.4 LAMP-DSR路由协议算法 | 第88-101页 |
5.4.1 负载度 | 第88-92页 |
5.4.2 LAMP-DSR路由协议的跨层机制 | 第92-94页 |
5.4.3 LAMP-DSR路由协议的主要设计机制 | 第94-101页 |
5.5 性能分析与仿真试验 | 第101-104页 |
5.5.1 性能评估 | 第101页 |
5.5.2 仿真试验 | 第101-104页 |
5.6 本章小结 | 第104-106页 |
第6章 基于移动代理的混合式多路径路由协议研究 | 第106-133页 |
6.1 引言 | 第106页 |
6.2 问题描述 | 第106-108页 |
6.2.1 网络模型及假设 | 第106-107页 |
6.2.2 问题描述 | 第107-108页 |
6.3 路由耦合 | 第108-115页 |
6.3.1 路由耦合概念 | 第108-109页 |
6.3.2 路由耦合影响的量化分析 | 第109-111页 |
6.3.3 实际不相交性和耦合因子概念 | 第111-115页 |
6.4 移动代理 | 第115-117页 |
6.5 蚁群优化算法 | 第117-122页 |
6.5.1 蚁群优化算法与信息素概念 | 第117-118页 |
6.5.2 蚁群算法研究现状及在Ad Hoc路由算法中运用 | 第118-120页 |
6.5.3 蚁群算法的原理解析 | 第120-121页 |
6.5.4 蚁群算法的基本数学模型 | 第121-122页 |
6.6 跨层MAH-MPR路由协议 | 第122-130页 |
6.6.1 协议基本思想 | 第122-123页 |
6.6.2 MAH-MPR路由协议的基本特点 | 第123-126页 |
6.6.3 路由发现 | 第126-127页 |
6.6.4 路由选择 | 第127-128页 |
6.6.5 路由维护 | 第128-130页 |
6.7 性能分析与仿真试验 | 第130-132页 |
6.8 本章小结 | 第132-133页 |
第7章 总结与展望 | 第133-136页 |
致谢 | 第136-137页 |
参考文献 | 第137-145页 |
攻读博士学位期间发表的论文 | 第145-146页 |
作者在攻读博士学位期间参加的科研项目、所获成果 | 第146页 |
学术专著 | 第146页 |
论文购买
论文编号
ABS1839387,这篇论文共146页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付
43.8。
不是会员,
注册会员!
会员更优惠
充值送钱!
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付
73。
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文