动态TDMA接入协议仿真分析

时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)接入是一种按时间片来划分每个节点信息发送时机的接入方式,在节点数目固定不变的情况下,可以达到较好的传输效率。提出一种基于微时隙的动态TDMA接入控制方式,动态更改各节点拥有的时隙数量,适应拓扑变化和提高系统整体性能。利用OPNET仿真工具对TDMA和动态TDMA协议进行仿真,分析仿真结果,对2种协议进行比较。     

多无人机编队自主协同控制架构

提出了动态环境下多无人机编队执行不同使命任务的自主协同控制系统结构。按照分层递阶的思想,将多无人机编队作战系统分为两级分层控制结构和五层功能结构,从不同层级实现无人机群的自主控制,保证了机群指挥的统一性、控制的灵活性和系统的可扩展性;采用灵活的系统通信结构以应对战场环境的不确定性;个体无人平台之间局部相互作用引起的涌现行为及无人机功能编队之间的分布式任务规划,自下而上地驱动作战系统的资源优化配置,结合自上而下的系统指控组织动态适应性优化,优化了系统指控组织结构,有效地整合了战场资源。     

无人机自主编队飞行控制的技术问题

从未来无人机的性能需求出发,详细描述了无人机编队飞行的功能特点和核心技术。根据无人机的任务要求,将编队飞行分为作战编队、侦察编队和混合协同编队,同时研究了编队飞行控制的关键技术,并对无人机编队重构技术进行了探讨和分析。     

导弹自主飞行编队的互定位方法研究

针对领航-跟随编队飞行控制模式以及领航弹具有惯导系统和精确目标传感器而跟随弹只有惯导系统的编队特点,研究采用特定的互定位方案和弹载传感器,解决导弹自主飞行编队的互定位问题,并仿真验证了导弹编队的互定位方法和方案的可行性.     

一种短波数据链的动态TDMA协议

针对短波资源有限、传输速率低的特点,提出了基于短波数据链的动态TDMA协议（HF-DTDMA）,该协议能对短波信道资源进行自适应动态分配,提高信道利用率,满足短波网络业务量实时变化的需求。通过建立短波数据链的仿真场景,分析了动态TDMA协议的性能,并且与固定TD-MA机制的性能进行了对比分析,动态TDMA协议在吞吐量和传输时延上性能明显提升。仿真结果也表明,提出的动态TDMA协议在时效性和吞吐率上能满足短波数据链的设计要求。     

一种高效可靠的无人机自组网多跳TDMA协议

设计无人机自组网媒体接入控制(Medium Access Control,MAC)协议时,需要考虑其控制开销和数据传输的可靠性。鉴于此,结合现有无线自组网多跳时分多址接入(Time Division Multiple Access,TDMA)协议和无人机自组网特点,提出了一种高效可靠的无人机自组网多跳TDMA协议。首先采用高效负载均衡的时隙请求信息上传机制,选择一个负载较小的节点转发节点时隙请求信息;然后根据相互通信的父节点删除重复节点的时隙请求信息,减少相同节点的时隙请求信息转发次数;最后通过实时更新节点时隙请求信息机制,提高节点时隙请求信息传输的可靠性。仿真结果表明,该协议在数据传输成功率、平均时延、控制开销方面优于现有协议,可较好地应用在无人机自组网中。     

基于分层控制结构的有人/无人机编队队形控制

针对有人/无人机(MAV/UAV)系统在三维空间下的协同编队队形保持和变换问题,提出了具有分层结构的有人/无人机编队控制方法。根据有人/无人机指挥控制方式和作战流程,设计有人/无人机编队系统控制结构,其中,采用动态面控制方法设计有人机轨迹跟踪控制器,解决了反步控制中虚拟控制信号反复求导的问题;基于有限集中分布式编队控制策略设计无人机编队控制器,实现了多架无人机与有人机的协同编队飞行,并基于Lyapunov理论证明了控制器的稳定性。最后,针对三维空间下的有人/无人机编队进行仿真,仿真结果验证了所设计有人/无人机编队控制策略的有效性。     

一种新颖的无人机编队拓扑形成与信道接入机制

针对全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）高精度相对定位的无人机编队飞行应用中的信息交互与通信时延问题，首先优化设计了编队飞行网络拓扑，实现所有成员的信息交互且通信代价最小；其次，基于优化设计的网络，提出一种新的通信信道接入机制；最后对16机编队飞行场景进行了仿真分析，评估通信网络及相对定位性能。结果表明，编队成员端到端通信时延小于20 ms，且当通信与载波相位差分处理的总时延小于相对位置感知时间间隔时，相对位置感知精度可达到亚分米级，且感知误差与时延和载体运动状态相关。     

光流定位自主无人机的研究与应用

随着无人机技术的日益发展和计算机视觉原理的广泛应用,无人机的视觉部分逐渐成为其核心竞争力的一部分。本文详细分析了Lucas–Kanade光流算法,以及其在无人机的室内定位方面的研究于应用,同时对相关算法进行优化处理,相较于传统的算法,运行速度提升22.8%。无人机的室内定位精度,在自稳定状态下能够在半径为15cm的圆内,若外加水平方向上干扰,能够迅速回复原位置。     

TDMA动态时隙分配在EOC上的应用

为提高EOC、EPON等一对多通道的使用效率通常采用TDMA方式，采用动态时隙分配能实现动态带宽分配，提高通道的使用效率，减少时隙无数据传输时的浪费，提高EOC系统的QoS性能。     

分布式TDMA网络的时隙设计技术

时隙分配是分布式TDMA组网的一个基础性工作,直接影响到Adhoc网络的性能。为支持低延迟数据业务,通常选择TDMA组网技术,但常规的固定时隙TDMA网络对时隙的利用率较低。提出了一种基于跳频的固定时隙分配和动态时隙分配相结合的TDMA时隙资源管理技术,有效地解决了TDMA网络的不同类型用户信息传输时隙分配问题。     

多智能体强化学习驱动的无人机动态信道分配

针对无人机编队在进行远距离实时视频传输时频谱资源不足且利用效率低、吞吐量要求较高、传输任务难以完成等问题,提出了多智能体强化学习驱动的动态信道分配算法,使得无人机编队可以根据传输任务和信道环境动态地选择使用的信道,实现了频谱资源的高效利用。该算法使用了集中式训练分布式执行的架构,通过联合探索和联合学习的方式保证了无人机间的探索和合作能力,使得每架无人机均可以依据局部观测信息同时独立分配自身使用信道,提高了算法的灵活性和可行性,并减少了频谱分配用时。仿真结果表明,该算法训练过程性能更好,执行时相比于现有算法可以提高编队整体的平均任务传输成功率。     

一种利用信道侦听的动态TDMA协议

针对TDMA网络节点间业务量不均匀时,会造成信道资源严重浪费的情况,提出了一种利用信道侦听的CS-TDMA协议。该协议在TDMA协议的基础上,节点通过接收到各节点的数据包数量估算相应节点的业务量大小。当某节点时隙剩余时,向其统计中业务量最大的一个节点发送ATS信息,通知该节点占用剩余时隙发送数据,直至时隙结束。仿真结果表明,CS-TDMA协议较TDMA协议在传输时延、吞吐量、数据接收率上均有所提高,尤其在节点间业务量大小不均匀时,时延性能提升更加明显。     

移动无线传感器网络中节点自定位算法研究

移动无线传感器网络(MWSN)是一种全新的信息获取和处理技术,可以在广泛的应用领域内实现复杂的大规模监测和追踪任务,而移动节点的位置信息则是其应用的基础。针对这一特征,文章深入探讨了移动节点自定位算法的研究现状,介绍了移动无线传感器网络节点定位的基本方法,讨论了定位算法的性能评价指标,并对各种算法性能进行了比较,最后指出了算法存在的问题和解决办法。文章认为三维全节点移动的定位算法将成为以后的研究趋势。     

TDMA卫星通信技术在实际中的应用

以一个较成功的案例，探讨了TDMA卫星通信技术在会议电视、数据通信、话音等综合业务中的应用。     

Throughput analysis for interference limited TDMA and TDMA/CDMA wireless ad hoc networks

The node throughput, which is defined as the total rate received at each node, is evaluated for the interference limited TDMA and TDMA/CDMA wireless ad hoc networks. In the TDMA wireless ad hoc network, there is only one transmission link connected to each node in the same time slot, whereas in the TDMA/CDMA wireless ad hoc network there are multiple transmission links connected to each node in the same time slot. We first derive the node throughput for these two wireless ad hoc networks and then make a comparison of the node throughput between them. The theoretical results and simulation results both reveal that the TDMA wireless ad hoc network outperforms the TDMA/CDMA wireless ad hoc network in the node throughput. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.