航空自组网中资源分配问题研究

【类型】学位论文

【作者】娄贝贝 

【关键词】 航空自组网 航空通信 资源分配 TDMA

【摘要】航空自组网也称空中自组网或机载自组网，是移动ad hoc网络在航空通信领域的应用。现在的航空通信受ATN限制，不允许飞行器之间直接通信，只能通过与地面或卫星进行间接通信。卫星资源是有限的，并且非常昂贵，所以对航空自组网的研究非常有经济和战略意义，是现在研究的热点。航空自组网具有节点快速移动、拓扑频繁变化，节点距离范围变动大的特点，现有的地面ad hoc资源分配算法如果直接应用到航空自组网将无法保证其数据传输过程中的性能，而现在对航空自组网的资源分配问题的研究还比较少。本文针对这样的网络环境，对航空自组网资源分配算法进行研究。本文工作包括以下三个方面。 首先，本文提出一种航空自组网空空视距通信模型。空空通信模型采用视距通信的方式，以瑞利衰落来描述航空信道衰落。利用航空自组网的空空通信模型计算节点的理想通信半径，并且通过信噪比与误码率的计算，得出一定误码率下，通信距离与可支持信息传输速率的关系图。从关系图中可得出，在达到一定误码率的要求下，随着通信距离的增加，可支持的信息传输速率将降低，并且传输速率的差异较大。 其次，在分析了固定和动态资源分配算法后，本文提出一种基于距离的动态TDMA资源分配算法。该算法在为航空自组网内的节点分配资源的时候将结合物理层的参数，为不同距离范围内的节点分配不同的信息传输速率和时隙资源，从而实现带宽资源的有效利用。仿真结果表明与其他资源分配算法相比，该算法在时延和吞吐量方面，性能都有明显的提升。 最后，在基于距离的动态TDMA的基础上，加入优先级概念，提出DP-TDMA。DP-TDMA在计算时隙分配方案时采用等长序列的方法，即各节点剩余未发送数据量的均方值最小，从而实现为不同优先级的业务不同支持。仿真结果表明，其他资源分配算法相比，该算法在时延方面，性能有明显的提升，并且能根据业务量动态改变不同优先级业务之间的资源分配。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】徐桢

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