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無人機(jī)骨干網(wǎng)分布式及接入選擇算法研究分析

2021-03-31 | pdf | 2.06 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

  用無人機(jī)充當(dāng)空中基站并組成骨干網(wǎng)為地面用戶提供通信服務(wù),在臨時(shí)大型活動(dòng)、抗震救災(zāi)、應(yīng)急通信等方面有廣闊應(yīng)用前景。在無人機(jī)骨干網(wǎng)研究中有兩個(gè)重要問題:一是如何對無人機(jī)集群進(jìn)行合理部署,使其能夠在對地面用戶進(jìn)行覆蓋的同時(shí)維持骨干網(wǎng)的連通性;二是如何引導(dǎo)用戶進(jìn)行合適的接入選擇。該選擇既能使用戶接人無人機(jī)骨干網(wǎng)后滿足通信需求,又能最大化網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡和接人成功率。為此,該文提岀無人機(jī)骨干網(wǎng)分布式組網(wǎng)以及接入選擇算法。部署算法通過感知地面用戶,在虛擬力牽引下實(shí)現(xiàn)按需覆蓋并維持穩(wěn)定的雙連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),同時(shí)還能記錄無人機(jī)的最終位置和運(yùn)動(dòng)軌跡;接入選擇算法分別側(cè)重于信干噪比和無人機(jī)接入度數(shù)(負(fù)載數(shù))提出三種無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入選擇算法:最大信干噪比接λ、滿足信干噪比的隨機(jī)接入以及滿足信干噪比的最小度數(shù)接入,旨在最大化網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡和接入成功率。該算法在仿真實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證,在雙連接、按需覆蓋之上更提高了網(wǎng)絡(luò)整體性能。部署算法適用于用戶和無人機(jī)聚集或分散、動(dòng)態(tài)用戶以及障礙等場景,且靜態(tài)部署時(shí)間平均不超過300s;三種接入選擇方法都收獲了不小于78%的接入公平性以及92%以上的接入成功率,其中最小度數(shù)接入方法以額外的交互代價(jià)換取了86%以上的接入公平性和95%以上的接入率。

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