无人机应急通信网络生存时间最大化研究

来源 :安徽工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zk0529
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着科技促进人民生活、信息化推进社会发展的需要,尤其是在自然灾害救援、环境现场监测、军事演习领域等公共部门以及重大通信事故等突发事件现场,现有的有线通信已不能满足特定场景的需求。目前常见的无线卫星通信方式,因其资源极其有限、费用高等,通常只能用于指挥系统,很难满足突发事件现场大量用户的通信需求。因建造及使用成本低、机动性强、安全风险系数小等特点,无人机被越来越多的应用于应急通信系统。本文研究和探讨了基于无人机的无线路由器自组织应急通信网络的关键技术,针对突发事件现场无线路由器自组织网络的快速安置以及灵活组织,搭建出一种面向紧急突发状况的以无人机为中继节点的无线应急通信网络体系结构,来满足现场的应急指挥调度需求并且努力恢复用户通信等。进而围绕新体系结构在突发事件现场复杂地理环境下的寿命问题进行深入钻研,将SARSA算法引入,探讨无人机在当前体系结构下的移动机制问题。在地面配置无线路由器和在空中配置无人机被认为是一个快速高效的向灾区提供紧急通信服务的方法。整个网络的生存时间受限于分布在整个复杂的灾区中的移动自组织网络中的路由器的生存时间。本文考虑多个UAV中继转发数据且这些UAV的移动都要考虑到最大化网络生存时间的问题。为了高效的转发路由器的信息,所有的无人机必须学习如何移动。然而,在路由流量的动态性下,也就是说,在环境的不确定性下,为所有UAV发现一个最大化网络生存时间的移动机制是很有挑战性的。通过使用在线强化学习算法SARSA,我们展示出了一个贪婪的移动策略。特别地,我们在一个地面上的密集型的无线移动自组织路由网络(WMNs)中学习对多个UAV的轨迹策划。通过每一小步的移动,无人机学习未知的环境,移动过程中路由器和无人机的通信连接仍然维持。经过多次移动的尝试后,移动行为和环境状态的Q表形成。仿真结果展示了与其他方法相比本方案的有效性。本文的主要研究内容以及成果可以通过以下两个方面充分概括:(1)对突发事件的现场应急通信保障的需求进行了分析研究,提出了一种基于多无人机的无线路由器自组织通信网络,形成适用于突发事件现场通信保障的基于无人机的无线路由器自组织网络体系结构。(2)研究分析了强化学习相关算法,提出了无线路由器自组织网络中基于SARSA的无人机行动轨迹算法,增强了突发事件现场应急通信网络的寿命。计算机仿真结果表明基于SARSA算法的无人机运行轨迹设计与静态网络相比能够以更有效的方式提升整个网络寿命,减少资源浪费。
其他文献
随着科学技术的飞速发展,视线跟踪智能化监测逐渐成为研究热点,本文针对视线跟踪过程中精度和速率不高的问题,提出了基于瞳孔-角膜反射的视线跟踪方法,并结合当前实际问题,将视线跟踪技术应用于监测学生线上学习的专注情况。针对普尔钦斑中心提取速率低的问题,本文提出先利用人眼矩形区域中水平积分投影和垂直积分投影进行交叉,快速定位人眼区域;再用质心法对采用灰度阈值直方图法分割出来的普尔钦斑进行实时中心定位。经验
炼钢—连铸是钢铁工业生产中的核心环节,其生产调度优化可以提高生产效率、降低生产成本。生产过程中消耗了多种能源介质,随着绿色制造政策的深入推行,具有经济、实用、清洁特点的电能消耗比重逐渐增加,钢铁厂的电力供应也越来越紧张。需求响应能有效维持电力供需平衡和电网稳定运行,分时电价和电力负荷跟踪是分别基于价格和激励的两种不同需求响应项目,双工位精炼炉因其优势明显被广泛应用。对于分时电价下炼钢—连铸生产调度
《孙子兵法》是一部决策之书,涉及四种军事决策模式:战略决策、战役决策、战术决策、临机决策。它们环环相扣,共同完成了对战争的管理和控制。它们在决策主体、决策内容、决
近年来,红外热像仪在医学领域的应用越来越广泛,如炎症、血液等疾病检测、早期癌变细胞筛选等。而借助红外热像仪对脚踝疾病的检测并没有被广泛的研究。本文借助红外热像仪拍摄脚踝部位获得脚踝红外热像图,依据脚踝异常部位的热特征,运用模式识别及统计分析技术对脚踝红外热像图进行处理和分类,最终达到了依据红外热像图可视化的特征数据对脚踝疾病进行筛选与诊断的目的。本论文主要研究工作如下:1)脚踝红外热像图的采集实验
城市是人类文明发展到一定阶段的产物,中国就是其发源地之一。中国早期城市产生于原始社会向奴隶社会转变时期,经过夏、商两代的发展,西周城市已具有一定规模。春秋战国,由于社会变动以及经济的大发展,大量城市出现。秦朝建立后,实行的一系列政策对城市的发展产生了深远影响,首都郡县制城市体系初步形成。西汉时期,在秦的基础上,对一些城市进行了修复与扩建,首要的城市就是首都长安。它的发展并不是孤立的,而必须依靠区域
近几年来,臭氧已经成为空气中六大污染气体之一。近地面臭氧浓度的日渐增长,对人类以及其他生物物有极大的伤害,因此对大气环境的臭氧浓度检测是非常有意义的。针对目前国内臭氧浓度检测精度低、误差大、实时性差等缺点,设计了一款基于紫外光谱分析的具有检测误差小、实时显示功能的臭氧浓度检测仪。通过分析臭氧的紫外吸收截面,基于Lambert-Beer定律搭建臭氧浓度检测模型,提出了紫外吸收法的臭氧浓度检测方法。针
研究背景 记忆抱怨主诉(Subjective Memory Complaint,SMC)被定义为在缺乏客观体征和已知的潜在病理条件下发生的自我报告记忆障碍,是遗忘型轻度认知障碍和阿尔茨海默病的早
在这几年,互联网信息技术发展得非常的快,且在现代的社会里面属于价值很高,很先进的一种生产力。实际上,如果是在现代化农业的概念上面来讲,把农业的信息化实现好这就是一个很明显的标志。现在的大背景是“互联网+”,所以建设伊川县农业的信息化不单单是伊川县在政策上面的需要,也是帮助各区县把发展、城乡之间的差距给逐渐的缩小,这也是农业可以做到长期发展的一个要求。这篇文章使用归纳演绎法来对国内和国外在农业信息化
“教育是国之大计、党之大计”。党的十八大以来,习近平总书记在发表的一系列重要讲话中多次谈到教育这一问题。为了解决“中国大地上的教育问题”,习近平总书记始终坚持以马克思主义为理论指导,立足国际形势、中国国情,逐渐形成了关于教育的重要论述。习近平教育重要论述对于办好人民满意的教育,落实立德树人根本任务,培养合格的中国特色社会主义事业建设者和接班人,为实现中华民族伟大复兴提供人才储备力量,为加快推进教育
随着电子商务与互联网的快速发展,更多的企业采用线上直销和线下零售共存的双渠道供应链营销方式。聚焦国内外相关供应链管理的研究发现,供应链管理决策与协调研究对提高供应链效率起到至关重要的作用。在以往双渠道供应链的决策与协调研究中,将供应链的决策主体设定为理性经纪人,且是纯粹自利偏好的。然而,大量的博弈实验和行为经济学实验证实决策者并非是纯粹自利的,还存在其他社会行为偏好,例如公平偏好行为。基于此,本研