无人机集群监测网络高效稳健接入技术研究

基本信息
批准号:61901390
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:杨欣
学科分类:
依托单位:西北工业大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
介质访问控制协议无人机监测网络无人机组网无人机通信无人机集群
结项摘要

This project intends to carry out research on efficient and robust access control technology based on the MAC layer networking access mechanism of UAV cluster monitoring networks. By establishing a WSN access model with ultra-high throughput requirements, the inter-layer interaction based MAC layer/physical layer ultra-high-throughput cooperative access technology, power control based high-dynamic UAV node efficient access technology, and low complexity, highly reliable cloud assisted access mechanism are deeply studied. We are aiming at exploring new concepts, researching new principles, and proposing new effective algorithms and protocols. The key scientific problems to be solved include the low fusion of ultra-high throughput access protocol and the advanced technology of the physical layer, and the excessive energy consumption of high-dynamic nodes in the 3D scenario, which leads to the sudden drop of the life of nodes and networks, and the reliability decline caused by the high overhead of control information. Striving to achieve innovative research results in three aspects of this project: access layer evolution based on MAC layer/physical layer interaction, access power control algorithm based on direct positioning of mobile nodes, low-complexity and high-reliability cloud-assisted access technology for ultra-high throughput The WSN access technology lays a theoretical foundation to improve the networking performance of mobile nodes in ultra-high-throughput transmission, so that the future high-dynamic, large-scale, high-stable UAV cluster monitoring network agile networking system has key technical support.

本项目拟以无人机集群监测网络为背景,针对高动态节点接入时面临的低效率、低可靠性等问题,开展高效、稳健接入控制技术研究。通过基于新型无线传感器网络建立无人机集群监测网络的接入模型,深入研究介质访问控制层/物理层超高吞吐量环境下的层间协同接入技术、基于功率控制的高动态节点接入技术以及低开销云辅助稳健接入机制,探索新概念,掌握新原理,提出有效的新算法以及新协议。拟解决的关键科学问题包括超高吞吐量要求下层间共享度低、三维场景中高动态节点定位误差大导致接入效率低、控制资源高开销引起复杂度高、可靠性低。力求在基于介质访问控制/物理层间协同的接入技术、基于高动态节点位置信息的接入功率控制算法、低开销云辅助稳健接入技术三个方面取得创新性研究成果,为无人机集群监测网络接入技术奠定理论基础,提升高动态节点在超高吞吐量时的组网性能,使未来高动态、大规模、高稳健无人机集群监测网络敏捷组网系统具备关键技术支撑。

项目摘要

本项目以UAV集群监测网络为背景,针对高动态节点接入时面临的低效率、可靠性差等问题,开展了面向UAV集群监测网络的高效、稳健接入控制技术研究。通过基于WSN架构建立超高吞吐量UAV集群监测网络的接入模型,深入研究MAC层/物理层超高吞吐量环境下的层间协同接入技术、基于功率控制的高动态节点高效接入技术以及低开销云辅助稳健接入机制,探索新概念,掌握新原理,提出了有效的接入新方法、新算法以及新协议。本项目已基本解决的关键科学问题包括超高吞吐量要求下接入协议与物理层先进技术低融合问题、三维场景中高动态节点接入能耗过大而导致节点及网络全生命周期骤降问题、控制信道及控制信息高开销引起的可靠性下降问题。在基于超高吞吐量的MAC-物理层间协同的接入技术、基于高动态节点位置信息的接入功率控制算法、低开销云辅助稳健接入技术三个方面取得了一定的创新性研究成果,为UAV集群监测网络接入技术奠定了理论基础,一定程度上提升了高动态节点在超高吞吐量传输时的组网性能,使未来高动态、大规模、高稳健UAV集群监测网络敏捷组网系统具备关键技术支撑。依托本项目,发表论文10篇,申请专利12项,协助培养博士生3名,硕士生4名,参与国际会议并作报告3次。项目总体执行情况较好,圆满完成了预期研究内容,完成了预期目标。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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