無(wú)人機(jī)輔助的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSNs)中,無(wú)人機(jī)的分布或軌跡對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有著重要影響。可以通過(guò)合理的利用無(wú)人機(jī)的移動(dòng)性和空中信道條件,設(shè)計(jì)優(yōu)化無(wú)人機(jī)部署和軌跡規(guī)劃算法,改善傳統(tǒng)WSNs中傳感器能量消耗不均勻、部分傳感器死亡導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷等問(wèn)題。目前的無(wú)人機(jī)輔助WSNs研究算法大多只是考慮如何利用無(wú)人機(jī)去覆蓋所有節(jié)點(diǎn)。本文則提出在小世界現(xiàn)象的研究基礎(chǔ)上,結(jié)合地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)的自組織特性,使用無(wú)人機(jī)輔助少數(shù)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,以此降低WSNs的能量消耗和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延,以實(shí)現(xiàn)WSNs的高效數(shù)據(jù)傳輸。本文分別在單個(gè)無(wú)人機(jī)輔助WSNs和多個(gè)無(wú)人機(jī)協(xié)作部署輔助WSNs的兩個(gè)場(chǎng)景中,研究了單個(gè)無(wú)人機(jī)軌跡規(guī)劃問(wèn)題和多個(gè)無(wú)人機(jī)優(yōu)化部署問(wèn)題:1、在單無(wú)人機(jī)輔助WSNs場(chǎng)景下,基于小世界現(xiàn)象理論的基礎(chǔ),提出使用無(wú)人機(jī)對(duì)WSNs進(jìn)行小世界網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,分析加入無(wú)人機(jī)輔助后的WSNs中的小世界特性。仿真驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)飛行軌跡的長(zhǎng)短對(duì)WSNs的能量消耗和傳感器能耗均衡性的影響。其次提出基于傳感器節(jié)點(diǎn)分布特性的無(wú)人機(jī)軌跡優(yōu)化算法,通過(guò)仿真驗(yàn)證在相同的飛行距離下,優(yōu)化后的無(wú)人機(jī)軌跡相比于固定的飛行軌跡可以使WSNs的能量消耗進(jìn)一步的降低。2、在多個(gè)無(wú)人機(jī)協(xié)作部署輔助WSNs場(chǎng)景下,基于維持無(wú)人機(jī)之間、無(wú)人機(jī)與基站之間的連通性,并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行缘臈l件下,考慮傳感器節(jié)點(diǎn)的分布特性和無(wú)人機(jī)對(duì)傳感器的覆蓋能力,通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)無(wú)人機(jī)的最優(yōu)部署的啟發(fā)式算法,優(yōu)化WSNs的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和能量消耗。隨后研究無(wú)人機(jī)數(shù)量對(duì)于WSNs的性能影響。仿真證明了最優(yōu)部署算法計(jì)算出的無(wú)人機(jī)分布位置可以保證無(wú)人機(jī)之間和無(wú)人機(jī)與基站之間的連通性,并且大幅度降低WSNs的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和能量消耗。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V279;TP212.9;TN929.5
【部分圖文】：

？基站位于坐標(biāo)（０，０），并且具有無(wú)限的存儲(chǔ)容量和能量。逡逑＊基站具有所有傳感器節(jié)點(diǎn)的地理位置信息。逡逑此時(shí)它們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖２－１所示：逡逑１０００｜＂ｉ￣＇邋１邐＇邐１邐，一上．尙－一－子：，邋１邐１邐＾￣ｔ￣逡逑９００邋－邋ｒ邋。邐：邋．．一，＇邐—邐－逡逑Ｘ—？■邐Ｐ邋＾邐＼邐．邋Ｉ邐S緬義希福埃板騫沐�？逦ｃ邋？，＂—邋？、、辶x希叮埃板澹埽剩蓿㈠澹。哄危

本文編號(hào)：2809167