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基于自适应蜂鸟算法的飞行自组网拓扑优化
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作者 刘琰 赵海涛 +4 位作者 张姣 龚广伟 潘筱茜 陈海涛 魏急波 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期3685-3693,共9页
针对飞行自组网(FANET)中无人机(UAVs)快速移动造成的网络拓扑管理困难问题,考虑实际场景中无人机位置变化引起的可用信道差异,该文提出一种自适应蜂鸟算法对网络拓扑进行优化。首先,建立一个针对分簇结构的无人机拓扑模型,并且形成一... 针对飞行自组网(FANET)中无人机(UAVs)快速移动造成的网络拓扑管理困难问题,考虑实际场景中无人机位置变化引起的可用信道差异,该文提出一种自适应蜂鸟算法对网络拓扑进行优化。首先,建立一个针对分簇结构的无人机拓扑模型,并且形成一个以最小化簇数量、负载偏差和簇移动度为目标的优化问题。其次,通过调节人工蜂鸟的觅食动作、加入扰动变异的方式,提出寻优能力更强的自适应蜂鸟算法(ADHA)。然后,设计合理的蜂鸟个体编码方式,将拓扑优化的决策过程转化为自适应蜂鸟算法的寻优过程。最后,通过仿真验证所提算法的收敛性,并与基于其他群智能优化算法的拓扑优化方法进行对比。实验结果表明,所提算法得到的拓扑优化策略不仅能够有效减少网络拓扑的簇数量,而且能够得到负载均衡、结构稳定的簇群。 展开更多
关键词 飞行自组网 拓扑优化 蜂鸟算法 信道差异
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软件定义的无人机网络架构研究综述 被引量:3
2
作者 余思聪 樊阳 +1 位作者 郑会吉 马彩虹 《电讯技术》 北大核心 2023年第3期448-456,共9页
软件定义网络(Software Defined Network,SDN)依靠着其集中控制、可编程性和数控分离等优点,能够有效解决无人机网络(Flying Ad Hoc Network,FANET)面临的任务拓扑高度变化、网络链路连接不稳定、网络安全防护脆弱以及应用程序的异构性... 软件定义网络(Software Defined Network,SDN)依靠着其集中控制、可编程性和数控分离等优点,能够有效解决无人机网络(Flying Ad Hoc Network,FANET)面临的任务拓扑高度变化、网络链路连接不稳定、网络安全防护脆弱以及应用程序的异构性等问题,极大地提升FANET的灵活性和可靠性。针对SDN架构与FANET的结合问题,描述了SDN的体系架构,并以SDN控制器部署方式为关注点分类别概括了近几年软件定义无人机网络(Software-defined Flying Ad Hoc Network,SD-FANET)的研究进展,重点阐述了结合移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)的SD-FANET研究现状,最后指出了SD-FANET的应用场景和一些具体的未来研究方向。 展开更多
关键词 无人机网络(fanet) 软件定义网络(SDR) 软件定义无人机网络(SD-fanet) 移动边缘计算(MEC)
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FANET特种通信路由协议的综合调研 被引量:2
3
作者 吴承治 李振涛 《现代传输》 2019年第5期50-61,共12页
在过去的十年中,无人机或称无人驾驶飞机,当它们组织成AdHoc连接群时,显示了对完成复杂任务的有效性,从而形成了飞行自组织网(FANET)。虽然类似于移动自组织网(MANET)和车载自组织网(VANET),但是,FANET还是具有自己的特性。主要区别之... 在过去的十年中,无人机或称无人驾驶飞机,当它们组织成AdHoc连接群时,显示了对完成复杂任务的有效性,从而形成了飞行自组织网(FANET)。虽然类似于移动自组织网(MANET)和车载自组织网(VANET),但是,FANET还是具有自己的特性。主要区别之一是无人机,特别是当组成FANET时,一般而言是基于任务的,它们的移动模型是由任务目的及它们计划完成任务的性质所决定。因此,FANET特种通信路由协议应考虑到部署无人机应用和服务的性质及移动模型的因素。然而,鉴于FANET的高动态拓扑和它们受到的飞行约束,设计FANET特种通信的路由协议并不是一个简单的任务。与基于拓扑的路由相比,已证明了基于位置的路由,对处理节点的高移动性具有高效和弹性。为此,本文提供了针对FANET不同类别,基于位置的路由协议的综合调查,可以总结如下:对FANET最有用的应用进行分类;陈述了支持路由协议所使用主要的移动模型;描述了FANET最流行路由协议所使用的不同路由技术;提出了对现存FANET路由协议新分类法;通过对所有引用的路由协议的综合比较研究,描述了一些流行的基于位置的路由协议,并概括了所有的处理要点;对每一个讨论的路由协议的所有缺陷进行了总结。揭示了使用策略和每个协议限制间的各种重要关系。 展开更多
关键词 无人机 飞行自组织网 飞行自组织网的路由协议 基于位置的路由
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基于启发式Q学习的FANET可信路由算法
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作者 赵蓓英 姬伟峰 +2 位作者 翁江 吴玄 李映岐 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期162-169,共8页
无人机自组织网络(FANET)是实现无人机自主集群的关键技术,其通过各无人机节点来完成协同通信。但节点的高机动性、网络结构的开放性造成FANET拓扑变化频繁,容易遭受恶意攻击。为此,提出一种基于启发式Q学习的可信路由算法HQTR。将FANE... 无人机自组织网络(FANET)是实现无人机自主集群的关键技术,其通过各无人机节点来完成协同通信。但节点的高机动性、网络结构的开放性造成FANET拓扑变化频繁,容易遭受恶意攻击。为此,提出一种基于启发式Q学习的可信路由算法HQTR。将FANET中的路由选择问题映射为有限马尔科夫决策过程,针对路由层面的黑洞攻击与泛洪攻击,引入数据包转发率与路由请求发送速率,通过模糊推理计算节点的信任值,同时考虑节点的邻居关系,提出一种模糊动态信任奖励机制。结合单跳链路状况设计启发式函数,采用改进的ε-贪婪策略来平衡利用-探索过程,引导当前节点选择最优可信下一跳节点。仿真结果表明,相对AOMDV、TEAOMDV与ESRQ算法,HQTR算法能够有效应对黑洞攻击与RREQ泛洪攻击,降低节点高速运动与网络规模变化所造成的影响,提高数据包投递率与吞吐量,减少路由开销与平均端到端时延。 展开更多
关键词 无人机自组织网络 路由攻击 信任模型 Q学习 启发式函数
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FANET特种通信路由协议的综合调研(续)
5
作者 吴承治 李振涛 《现代传输》 2019年第6期38-48,共11页
在过去的十年中,无人机或称无人驾驶飞机,当它们组织成Ad Hoc连接群时,显示了对完成复杂任务的有效性,从而形成了飞行自组织网(FANET)。虽然类似于移动自组织网(MANET)和车载自组织网(VANET),但是,FANET还是具有自己的特性。主要区别之... 在过去的十年中,无人机或称无人驾驶飞机,当它们组织成Ad Hoc连接群时,显示了对完成复杂任务的有效性,从而形成了飞行自组织网(FANET)。虽然类似于移动自组织网(MANET)和车载自组织网(VANET),但是,FANET还是具有自己的特性。主要区别之一是无人机,特别是当组成FANET时,一般而言是基于任务的,它们的移动模型是由任务目的及它们计划完成任务的性质所决定。因此,FANET特种通信路由协议应考虑到部署无人机应用和服务的性质及移动模型的因素。然而,鉴于FANET的高动态拓扑和它们受到的飞行约束,设计FANET特种通信的路由协议并不是一个简单的任务。与基于拓扑的路由相比,已证明了基于位置的路由,对处理节点的高移动性具有高效和弹性。为此,本文提供了针对FANET不同类别,基于位置的路由协议的综合调查,可以总结如下:对FANET最有用的应用进行分类;陈述了支持路由协议所使用主要的移动模型;描述了FANET最流行路由协议所使用的不同路由技术;提出了对现存FANET路由协议新分类法;通过对所有引用的路由协议的综合比较研究,描述了一些流行的基于位置的路由协议,并概括了所有的处理要点;对每一个讨论的路由协议的所有缺陷进行了总结。揭示了使用策略和每个协议限制间的各种重要关系。 展开更多
关键词 无人机 飞行自组织网 飞行自组织网的路由协议 基于位置的路由
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基于函数逼近的强化学习FANET路由优化算法 被引量:3
6
作者 谢勇盛 杨余旺 +1 位作者 邱修林 王吟吟 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期207-213,共7页
针对高速移动状态下的飞行自组网路由协议链路维护困难问题,提出一种基于强化学习的自适应链路状态路由优化算法QLA-OLSR。借鉴强化学习中的Q学习算法,通过感知动态环境下节点邻居数量变化和业务负载程度,构建价值函数求解最优HELLO时隙... 针对高速移动状态下的飞行自组网路由协议链路维护困难问题,提出一种基于强化学习的自适应链路状态路由优化算法QLA-OLSR。借鉴强化学习中的Q学习算法,通过感知动态环境下节点邻居数量变化和业务负载程度,构建价值函数求解最优HELLO时隙,提高节点链路发现与维护能力。利用优化Kanerva编码算法的状态相似度机制,降低QLA-OLSR算法复杂度并增强稳定性。仿真结果表明,QLA-OLSR算法能有效提升网络吞吐量,减少路由维护开销,且具有自学习特性,适用于高动态环境下的飞行自组网。 展开更多
关键词 飞行自组网 函数逼近 Q学习 路由算法 自适应HELLO时隙
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基于多目标跟踪FANET网络的UAV协同通信算法研究 被引量:1
7
作者 陆渊章 谢海燕 吉训生 《电子器件》 CAS 北大核心 2021年第6期1399-1403,共5页
针对无人飞行器(unmanned aerial vehicles, UAV)群在飞行过程中动态无线通信飞行自组织网络(flying ad-hoc network, FANET)参数和扰动不确定的问题,采用多UAV无线协作通信模型研究动态不确定性,提出一种基于递归神经网络(recursive ne... 针对无人飞行器(unmanned aerial vehicles, UAV)群在飞行过程中动态无线通信飞行自组织网络(flying ad-hoc network, FANET)参数和扰动不确定的问题,采用多UAV无线协作通信模型研究动态不确定性,提出一种基于递归神经网络(recursive neural network, RNN)的多目标跟踪自适应控制算法。带有接入点控制方法的FANET网络可以优化无人机的通信系统容量和覆盖范围以及获得更快的响应速度。仿真结果表明:通过确定无人飞行器的最佳覆盖区域,所需总功率将有所降低,最大程度地确保地面设备最大的吞吐量,提高了UAV协作通信控制的准确性和灵敏度。 展开更多
关键词 无人飞行器 飞行自组织网络 基础架构网络 覆盖范围扩展 自适应控制
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标签分割的软件定义飞行自组网控制器智能部署方法 被引量:1
8
作者 付有斌 康巧燕 +2 位作者 王建峰 胡海岩 赵朔 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期3249-3257,共9页
针对当前软件定义飞行自组网中多控制器部署面临的负载不均衡和网络可靠性问题,提出一种标签分割的控制器智能部署方法。该方法能够在不预设控制器数量的条件下,根据控制器容量约束和网络结构,输出最佳控制器数量及部署位置。基于节点... 针对当前软件定义飞行自组网中多控制器部署面临的负载不均衡和网络可靠性问题,提出一种标签分割的控制器智能部署方法。该方法能够在不预设控制器数量的条件下,根据控制器容量约束和网络结构,输出最佳控制器数量及部署位置。基于节点自身特征和关联特征赋予节点标签,根据标签完成控制域划分并通过布谷鸟搜索算法优化划分过程。在此基础上,考虑控制器平均时延、负载差异度和控制域时延波动的影响,确定控制器部署位置。仿真结果表明,所提算法能在保证网络可靠性的同时有效减少控制器数量,降低部署成本;同时,降低控制器平均时延和负载差异度,保证各控制域间平均时延的相对平衡,实现网络均衡。 展开更多
关键词 软件定义飞行自组网 控制器部署 节点特征 控制域划分 网络均衡
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