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1. 研究目的与意义(文献综述)
无人机(uav)起源于军事领域,以其准确、高效和灵活的侦察、干扰、搜索等多种作战能力,在现代战争发挥着显著地作用。近年来,随着无人机成本的降低和相关技术的发展,无人机开始广泛应用于民用领域,包括灾难搜救、货运、环境监测、农业生产、通信中继等。相比于卫星通讯和地面移动通信,无人机作为通信中继平台有着机动性好、费效比低、易于部署和控制等优点。
应用无人机实现地面无线传感器网络(wsn)远程通信中继是近年来研究的热点之一。wsn的通信节点大多数只有很小的发射范围,而利用无人机作为wsn系统的移动中继节点可以显著提升静态无线传感网络的覆盖面积、鲁棒性、生命周期和灵活性等。应用较为广泛的领域如精准农业、海洋数据采集系统、智能电网等。这其中避免不了需要考虑无人机与地面基站、传感器网络的通信问题和优化问题。
由于无人机具有独特的信道特性,无人机通信技术已经成为无线通信技术研究的重点之一,针对特定环境建立准确且可靠的无人机信道模型对无人机数据链性能分析具有重要意义。在建立了合适的无人机信道模型的基础上实现移动节点采集静态传感器节点的数据并传回数据处理中心。这也衍生出了一系列优化问题:包括移动节点的路径长度优化、采集时间优化以及网络耗能优化等。这些优化问题不可避免地涉及到移动节点的路径规划问题,这也可以转化为经典的tsp问题。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容及目标
1)针对特定环境建立uav-wsn中继系统模型以及该环境的环境模型。
2)研究在该场景下的中继无人机的信道传输特性,构建适用于该场景下的无人机信道模型并进行仿真分析。
3. 研究计划与安排
1)第1-4周 完成题目调研,完成文献阅读,进行相关资料的收集,完成文献翻译以及开题报告撰写;
2)第5-6周 建立系统模型和信道模型,并利用matlab进行信道模型仿真;
3)第7-9周 路径规划算法的深入学习,完成环境模型建立并在matlab上实现路径规划算法;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]zeng, yong;zhang,rui;lim, teng joon.wireless communications with unmanned aerial vehicles:opportunities and challenges.[j].ieee communications magazine,2016,vol.54(5):36-42
[2]zeng,y.;lyu, j.;zhang, r..cellular-connected uav: potential, challenges, andpromising technologies(article)[j].ieee wireless communications,2019,vol.26(1):120-127
[3]azizaltaf khuwaja;yunfei chen;nan zhao;mohamed-slim alouini;paul dobbins.a surveyof channel modeling for uav communications[j].ieee communications surveys andtutorials,2018,vol.20(4): 2804-2821
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