無人機信息傳輸系統(tǒng)中TCDL數(shù)據(jù)鏈關(guān)鍵技術(shù)研究及仿真.pdf

1、本文以無人機信息傳輸系統(tǒng)中的戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈（TCDL）為背景，對TCDL數(shù)據(jù)鏈中的MAC層多址接入?yún)f(xié)議和無人機鏈路切換算法深入研究，并根據(jù)應(yīng)用場景需要，對傳統(tǒng)TCP協(xié)議進行了改進。無人機信息傳輸系統(tǒng)模擬地面站、無人機群和有人機間的信息傳輸，TCDL數(shù)據(jù)鏈是系統(tǒng)中的重要組成部分。本文對TCDL數(shù)據(jù)鏈的關(guān)鍵技術(shù)進行研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.為保證TCDL數(shù)據(jù)鏈在緊急通信下的吞吐量和時延指標要求以及根據(jù)無人機入退網(wǎng)情況靈活分配信

2、道資源，設(shè)計了MAC層動態(tài)TDMA協(xié)議。在TCDL數(shù)據(jù)鏈中，地面站同時和多架無人機進行信息交互，需要研究MAC層多址接入方式，而原有的時分多址（TDMA）協(xié)議難以滿足地面站靈活發(fā)送上行數(shù)據(jù)的要求，在緊急通信和無人機靈活入退網(wǎng)情況下，吞吐量和時延難以達到性能要求。因此設(shè)計了一種動態(tài)TDMA協(xié)議，協(xié)議動態(tài)調(diào)整發(fā)送的時幀和時隙。設(shè)計了MAC層的時幀結(jié)構(gòu)，時隙結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)。搭建了仿真模型對協(xié)議進行了驗證。
　　2．為保證TCDL數(shù)據(jù)鏈

3、中，無人機在切換過程中的吞吐量指標要求設(shè)計了無人機鏈路切換算法。TCDL數(shù)據(jù)鏈中包含多種通信鏈路，無人機在飛行過程中需要在不同通信鏈路之間切換，原有的鏈路切換算法難以解決無人機切換中的問題，因此，本文提出一種根據(jù)能量和距離判斷的無人機鏈路切換算法，保證切換的迅速和穩(wěn)定，并對其進行了仿真驗證。
　　3．為解決了TCDL任務(wù)場景的衛(wèi)星鏈路中，上行遙控指令吞吐量過小，時延過大的問題改進了傳統(tǒng)TCP協(xié)議。TCDL數(shù)據(jù)鏈中，地面站通過衛(wèi)星鏈

4、路上行遙控指令采取TCP方式。傳統(tǒng)的TCP模型不能適用于衛(wèi)星通信的情況，因此，提出一種對TCP協(xié)議的改進方案，包括快速啟動，反饋調(diào)整發(fā)送端窗口，擁塞避免和帶寬估計等具體策略，并對改進后的TCP協(xié)議進行了仿真和驗證。
　　最后，在TCDL數(shù)據(jù)鏈中進行了測試，對結(jié)果分析，驗證了此系統(tǒng)功能。TCDL數(shù)據(jù)鏈時延、誤碼率和吞吐量符合性能指標，能夠滿足了地面站靈活發(fā)送上行遙控指令的需求，保證無人機迅速穩(wěn)定切換。無人機信息傳輸系統(tǒng)具有很好的性能