高速无人机网络MAC协议设计与性能分析

常 扬,陈建民,马鹏飞

(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081)

0 引言

国内无人机研究发展已有30多年历史,考虑到无人机的网络通信环境,无法采用固有的基础网络通信设备,需要建立一套快速展开、高效稳定、多点覆盖、协同工作的高速运动条件下的无线通信网络,在这样的应用背景下,Ad Hoc网络通信系统就成为了理想的选择。

建立稳定、高效、符合特定条件下通信需求的Ad Hoc网络通信系统,关键在于拟定一套完整、有效的通信协议栈,并证明其在特定通信条件下最优化,而在Ad Hoc网络协议栈的建设过程中,最重要的就是信道接入协议的性能。

从高速运动条件下的空中Ad Hoc网络出发,对Ad Hoc网络信道接入协议进行研究,提出一种新型的Ad Hoc网络信道接入协议,并通过NS2模拟实际使用环境,从而对高速运动条件下Ad Hoc网络信道接入协议性能进行分析,得出应用性结论。

1 移动Ad Hoc网络原理

Ad Hoc网络是一种特殊的对等式网络,使用无线通信技术,若干个带有收发信机的节点构成的一个无中心、多跳的、自组织的网络,采用分布式控制,网中的节点同时具有主机和路由器的功能,可以不依赖预先存在的网络基础设施而快速展开,自适应组网,各节点可在不进行通知的情况下自由进入网络和脱离网络且不会导致整个网络陷入瘫痪。

Ad hoc网络的节点结构不仅具有移动终端的功能,还要完成路由器的功能。因此,网络节点通常包括主机、路由器和电台3部分。Ad hoc网络一般有平面结构和分级结构2种。……