文献综述
无人机边缘计算卸载机制仿真研究
课题背景
无人机是一种新型高技术装备 ,在现代战争中发挥着越来越重要的作用 。无人机的通信的性能具有决定性作用。现代战 场环复杂, 对无人机数据通信汇正常发挥对实现其战技总的有效 性和可靠性提出了更高的要求 。无线信道模型对于评估任何数字移动通信系统的性能都是至关重要的。信道的特对信号的传输有着极大的影响。无人机通信信道属于无线信道 , 是影响通信数据链性 境越来越能的一个关键因素 , 对无线信道中高速可靠的信息传输是一个极大的挑战。因此, 建立适合无人机特性的信道模型对于改善无人机数据链有着重要的作用。
无人机(Unmanned Aerial Vehicle ,UAV)相对于有 人机具有结构简单、造价低廉、减少人员伤亡等优点,可以完成很多有人机难以完成的任务。近年来 , 随着无线自组网的技术发展, 无人机作为战术通信网络的中继平台己成为可能, 并将显示出其独特的优势 ,利用无人机组的移动自组织中继网络受到越来越多关注 。然而 ,无人机通信环境复杂, 无线信号受到地形、地物以及大气降雨等因素影响, 加上自身飞行姿态变换 , 导致接收信号快速随机衰落, 造成整个通信链路传输性能下降 。因此 , 研究无人机数据链信道下信号传播损耗、多径衰减 、多普勒效应和空时频相关性, 对无人机数据链的设计和性能分析具有更大意义。
UAV（Unmanned Aerial Vehicle，无人机）是一种具有自主动力的非载人飞行器，可通过人工操控或自动驾驶执行多种任务。无人机起源于军事领域，用于侦察、监视、测绘、空中打击等军事用途。近年来随着无人机相关的技术进步和成本降低，其开始广泛应用于民事领域，包括货运、航拍、交通巡线、灾难搜救、环境监测、农林生产、工程建设、通信中继等。无人机集成飞控、通信、发射回收、电源等功能系统，其中通信系统用于保障无人机与地面站（控制和应用数据终端等）之间的控制指令（飞行速度、高度、姿态、路线等）和应用数据（实时图像、监测报告、执行状态等）传输的实时性及可靠性，是保证无人机准确有效完成任务的核心系统之一。随着无人机应用领域和应用场景的迅速扩展， 无人机通信需要满足日益多样化的业务需求，ITU International Telecommunication Union，国际电信联盟）于2017年1月已针对民用无人机通信服务需求立项。
研究意义
大尺度衰落模型主要适合于在开阔环境下的无人机通信传输, 主要考虑信号在自由空间的衰减和发射路径的衰减, 不适用于多径衰落的状况 。小尺度衰落模型主要适合于在城市或者山区环境的无人机通信传输,主要是考虑多径衰落的因素 。这 2 种模型分别适合不同的飞行环境 。文中根据无人机衰变信道的特性, 重点针对不同飞行状态和飞行环境 ,利用自由空间路径损耗和粗糙地面路径损耗理论 ,对大尺度衰落模型和小尺度衰落模型进行分析 , 综合了这 2 种通信信道模型的特性, 建立了具有 2 种不同衰落特性的适合不同状态下无人机通信传输的统一模型 ,对于无人机多径传播信道进一步研究具有一定意义。
通过分析无人机飞行轨迹及不同坐标系之间相互转换关系 ,推导获得基于动态飞行轨迹的传播损耗 、多普勒效应及多径时延等无线信道参数表达式 ,从而建立了无人机动态数据链通信信道模型 ,为分析无人机中继数据链系统的无线信号覆盖 、信号处理算法和系统性能优化等提供了理论基础。下一步将考虑传播环境和地面因素 ,利用飞行实测的数据对该模型参数进行修正。
为了使地面指挥控制站可以有效地指挥控制无人机机群, 同时各个无人机节点可以将自身获取的信息安全快速地发回地面指挥站, UAV 通信网必须对网络中的每架 UAV 提供位置管理、移动切换、 呼叫选路等功能。针对无人机通信网络分层管理的概念, 本文研究了无人机通信网络的链路性能分析 方法, 设计并实现了无人机网络的分层呼叫协议,在此基础上提出了一种基于整体链路性能最优的路由选择协议, 以及网络节点的切换管理和位置管理方法。
国内外无人机网络传输性能现状
直达链路的性能
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