基于位置信息的Ad Hoc网络快速路径搜索算法

针对目前Ad Hoc网络中传统路径搜索算法面临的搜索速度慢、效率低的问题,提出了一种三维定向搜索路径贪婪算法。在地理位置信息的基础上,针对基于位置路由协议时延大、跳数多的问题,提出了一种定向的贪婪算法,限制了路径搜索范围,通过建模仿真,对算法进行了仿真分析。仿真结果表明定向搜索路径贪婪算法在路径搜索时间、平均跳数等方面性能更优,能显著提高立体Ad hoc网络,特别是大规模网络的路径搜索速度,对无线Ad Hoc网络的路由协议研究具有指导意义。

3D-VANET中基于模糊逻辑和Q学习的拓扑感知路由协议

城市三维车载自组网(Three-Dimensional Vehicular Ad-hoc Network, 3D-VANET)中往往存在多种道路形式,每种道路网络拓扑变化特点各异,平面路由协议不能根据道路特点动态调整选路策略,不宜直接用于3D-VANET,为此设计了一种基于模糊逻辑和Q学习的拓扑感知路由协议。该协议通过模糊逻辑方法感知网络拓扑变化与网络负载情况动态调整信标间隔,以平衡邻节点信息准确性与控制开销成本。在此基础上,采用Q学习算法对网络建模,根据链路质量以及链路质量变化调整Q学习算法参数,以灵活选择下一跳转发节点,更好适应网络拓扑的频繁变化。仿真结果表明,与对比协议相比,该协议有利于降低控制开销,同时提高包投递率和减少平均端到端时延。

三维无线自组织网络中最小虚拟骨干的近似算法

在均质无线自组织网络中,虚拟骨干(Virtual Backbone,VB)的大小是衡量无线自组织网络质量的一个重要因素,虚拟骨干越小,网络路由开销越少。最小虚拟骨干的求取问题能够抽象为最小连通控制集问题。针对二维无线自组织网络上的单位圆盘图(Unit Disk Graph,UDG)中最小连通控制集问题,目前已有很多研究成果,但是在现实中的某些情况下,单位圆盘图并不能准确地抽象网络。因此,文中提出了在单位球图(Unit Ball Graph,UBG)中构建高质量的连通控制集(Connected Dominating Set,CDS)的算法ST-CDS,给出了单位球图中独立节点个数的一个优化上界,并进一步利用该优化上界得到连通控制集的性能比。所提算法主要运用构造最小斯坦纳节点的斯坦纳树(Steiner Tree with Minimum Number of Steiner Nodes)方法来优化节点之间的连通部分。理论分析表明,ST-CDS算法的性能比为11.8080+ln11,是目前已知该方向研究中最好的结果。仿真结果也验证了ST-CDS算法的可行性。

基于无人机集群智能自组网的典型协同应用

在迈向万物互联的6G时代过程中,网络服务范围逐渐扩大,网络业务量急剧增加,传统地面基站面临着无法实现偏远地区的网络全覆盖,难以支持局部地区突发的热点流量需求等挑战。在此情况下,无人机搭载存储、计算与通信等资源通过集群,利用合适的智能算法组建成高动态、可扩展、智能化的无人机集群网络作为地面基站的补充,协同完成网络服务任务。针对无人机集群为突发热点流量区域用户服务的场景,考虑无人机集群服务过程中无人机集群用户调度及路径规划、多无人机三维悬停位置部署及无人机网络智能管控架构三方面的协同应用,对各应用进行建模分析并介绍相应的智能优化算法以提高系统能量效率,所提的三方面应用以及智能优化算法为在实际场景中实现高能效的无人机集群智能自组网协同应用提供了有效参考。

森林火灾应急通信保障方案研究与设计

森林火灾与城市火灾不同,其扑救方法也不完全相同。传统森林火灾扑救方法无法应对火灾环境恶劣、蔓延迅速快、点多线长面广的特点。针对该问题,结合城市消防救援队伍职能任务与典型森林火灾案例,提出一种加强森林火灾扑救应急通信保障能力的方法。通过构建卫星—无人机—地面的空天地一体化通信系统,保证话音、定位、图像等通信业务实时性,并设计一种基于倾斜摄影与金字塔匹配技术构建三维实景模型,提高后续灭火力量部署位置准确性。该方案有效性在广东佛山12·5山火消防救援扑救行动中得到了验证。

无人机自组网三维GPSR协议研究

针对无人机高速运动导致通信链路易断开的问题,提出最大跳距的概念并据此设计了下一跳候选区域,以增加最佳下一跳的可选范围;考虑到高动态网络中GPSR信标交换不及时引起的位置信息失效提出了移动性预测机制,通过对邻居节点实时的位置预测,使得建立的通信链路更加稳健.为解决GPSR协议周边转发在三维空间不适用的问题,引入按需路由DSR泛洪寻找路由的思想,可以以最小跳数恢复贪婪转发.仿真结果表明和PSPFP路由协议相比,不同移动速度下的CA-GPSR协议在端到端时延、分组投递率和网络吞吐量等方面的性能都有不同程度的提升.