基于Ad Hoc的無人機網(wǎng)絡及其路由協(xié)議研究.pdf

1、近代戰(zhàn)爭的經(jīng)驗表明：信息對贏得局部戰(zhàn)場的勝利或整個戰(zhàn)爭至關重要，因此現(xiàn)代戰(zhàn)爭被軍事學家視為“以信息為中心的戰(zhàn)爭”。由于網(wǎng)絡在信息交換、處理與存儲上的重要性，現(xiàn)代戰(zhàn)爭也被視為“以網(wǎng)絡為中心的戰(zhàn)爭”(簡稱“網(wǎng)絡中心戰(zhàn)”)。在過去的20多年中，無人駕駛飛行系統(tǒng)(UAS)由于用途廣、制造成本低、無駕駛員及人員傷亡，受到軍方的高度重視，在未來的戰(zhàn)爭中將扮演了越來越重要的角色。這就是本論文選擇“與無人駕駛飛機作戰(zhàn)網(wǎng)絡相關技術”作為研究對象的動因。

2、 本文的創(chuàng)新性貢獻可以總結為兩個方面：①提出了3個與無人機群作戰(zhàn)網(wǎng)絡相關的三個不同層次的概念設計，即GDSN、UAS-COM和DRNA；②提出并初步驗證了適合未來無人機作戰(zhàn)網(wǎng)絡應用環(huán)境的三個有特色的路徑算法。 本文將全局作戰(zhàn)網(wǎng)絡抽象為“全局可動態(tài)重組戰(zhàn)略網(wǎng)”(GDSN - Global Dyhamically-reconfigurableStrategic Network)。與飛行器相關的GDSN由總部系統(tǒng)(HS)、通信中

3、繼系統(tǒng)(CRS)以及成群的有人與無人駕駛系統(tǒng)戰(zhàn)術網(wǎng)絡(MAS/UAS-TN)動態(tài)地構建而成，以滿足戰(zhàn)略和戰(zhàn)術上的需求。在GDSN框架的基礎上，本文進一步探討了在無人機網(wǎng)絡模式下機間或網(wǎng)間的協(xié)同作戰(zhàn)模式(CoordinatedOperation Mode)并簡要地介紹了筆者運用該模式在微波協(xié)同干擾系統(tǒng)中的具體應用。根據(jù)無人機小型化發(fā)展趨勢、高速移動特點、無線通信條件和高安全性的需求，本文基于未來無人機群戰(zhàn)術作戰(zhàn)網(wǎng)絡的新模式提出了無人機“動

4、態(tài)可重定義網(wǎng)絡體系結構”(DRNA - Dynamically Re-definableNetwork Architecture)的初步框架。第3章到第6章是本論文的主體，其重點是無人機作戰(zhàn)網(wǎng)絡路由協(xié)議與算法。無人機作戰(zhàn)網(wǎng)絡的通信條件和工作特點決定了該網(wǎng)絡是一種特殊的無線移動自組網(wǎng)絡(MANET - Mobile Ad-hoc NET)，因此，第3章較全面地分析和介紹了MANET典型路由算法，分析了無人機群作戰(zhàn)網(wǎng)絡的特殊需求，為后續(xù)章節(jié)

5、提出新的路由算法做準備。第4章提出了一種“基于源路由和多路徑OLSR協(xié)議”(SRMP-OLSR)。仿真結果表明SRMP-OLSR特別在重負載的環(huán)境下吞吐量得到提高，丟包率和傳輸延遲可以減少。第5章提出“負載度”的概念并進一步改進了多路徑策略。即根據(jù)低層的近期傳輸特性自適應性地為各條路徑設置相應的“負載度”，并以此來平衡網(wǎng)絡的負載和改善其傳輸能力。該算法被稱為“基于負載度的自適應多路徑選徑”(LAMP-DSR)。第6章介紹了基于移動代理的