基于航路的航空自组网连通性研究

【类型】学位论文

【作者】靳月梅 

【关键词】 航空自组网 连通性 航线 概率

【摘要】作为未来航空通信系统的重要组成部分,航空自组网以组网高效、灵活、扩展性强等特性得到国内外学者的广泛关注。在针对航空自组网的研究中,网络连通性问题作为其基础研究课题之一,是路由、MAC、TCP等算法设计和实现的前提,并且对地基站的规划、飞机节点的功率优化以及网络拓扑控制也具有十分重要的意义。目前,基于航路的航空自组网连通性研究主要是基于单航线单双航路网络模型,对单航线多航路及多航线航空自组网连通性研究较少。本文在已有网络模型基础上,结合民航飞机沿航线飞行的特点,对航空自组网连通性进行了深入研究,主要工作有:①推导了单航线多航路航空自组网节点度分布、孤立概率和一跳连通概率表达式。基于航线上飞机数量服从泊松分布的假设,利用泊松分布的可加性,推导出考虑边界效应的节点度分布表达式,进而得到节点孤立概率和一跳连通概率。②推导了单航线多航路航空自组网集群系数近似表达式。集群系数描述了节点邻居间相互连通的概率,其大小在一定程度上体现了节点多跳连通的能力。利用在泊松分布假设下,航线上飞机位置服从均匀分布的特点,近似推导出单航线多航路航空自组网集群系数与航路数、航路高差及通信半径的关系。③提出了多航线航空自组网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的特点,建立了多航线航空自组网连通性分析模型,在此基础上,搜索节点到地基站的所有可能路径,用不同事件表示不同路径的存在,最后结合概率论加法公式求出至少有一个事件发生的概率,即节点到地基站的连通概率。④在单航线多航路航空自组网环境下,仿真验证了节点度分布、节点孤立概率、一跳连通概率和集群系数公式的正确性。在多航线航空自组网环境下,对本文提出的多航线航空自组网连通概率计算方法进行设计与实现,仿真结果表明该方法可以较准确地估算航线上任意点到地基站的连通概率。同时,通过调整地基站位置和数量,分析了地基站对连通概率的影响。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】重庆大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】曾孝平

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