摘要
随着技术的不断进步，无人机不仅在军用领域大显身手，在民用领域的应用也日益广泛。作为世界各国的军民用前沿装备，无人机综合集成了航空技术、信息技术、控制技术、测控技术、传感技术以及新材料、新能源等多学科技术，代表着未来航空业的发展方向。但是随着无人机所要执行的任务越来越复杂化，无人机往往身上要肩负多个功能，对于单架无人机来说，这太过复杂而且成本太高。因此，无人机自主编队执行任务引起了人们的关注，无人机编队可以通过多架无人机协作飞行和交互信息来完成一些复杂的任务。如何建立可靠的无人机编队通信网络，实现各类数据的可靠、高效传输，是一项迫切需要解决的核心问题。 为了支持无人机精确编队飞行，无人机编队需构建高效、可靠的机间自主运控与通信络。我们在移动自组织网络的基础上建立了分层异构自组织网络的弹性组网机制，它能够同时支持实时运行控制信息和用户载荷信息，包括一个基于点对点网络模型的数据子网用来传输高速的载荷信息和一个基于无线网格网络模型的运控子网用来传输关键的实时运行控制信息。这其中，运行控制信息的实时传输是无人机精确编队飞行的基础。为了提升整个无人机编队的生存性能，我们急需对编队飞行过程中运行控制相关信息的传输QoS保证做研究。 针对无人机应用场景的特点和需求，本文主要研究了基于事件驱动的无人机QoS保障机制，即通过事件驱动，让需要规避突发危险的无人机迅速提升其信息传输的QoS保障等级，使得危险无人机的信息传递优先级高于其他正常飞行的无人机，从而提升整个无人机编队的生存性能，保障任务的执行。另外，本文还通过三维马尔科夫链对网络进行建模，从而确立了最优的竞争窗口值，使得整个网络的频谱和能量资源利用更加合理。最后通过构建网络模型，论文模拟了所提出QoS保障机制应用在无人机编队网络中的性能表现，仿真结果表明采用本文所提出的机制可以保证遭遇突发事件的无人机紧急事件数据的可靠及时传输。这对以后的无人机编队通信网络相关研究具有一定的参考价值。
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