無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)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(duì)TCDL數(shù)據(jù)鏈中的MAC層多址接入?yún)f(xié)議和無(wú)人機(jī)鏈路切換算法深入研究，并根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景需要，對(duì)傳統(tǒng)TCP協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)。無(wú)人機(jī)信息傳輸系統(tǒng)模擬地面站、無(wú)人機(jī)群和有人機(jī)間的信息傳輸，TCDL數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)窍到y(tǒng)中的重要組成部分。本文對(duì)TCDL數(shù)據(jù)鏈的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，主要研究?jī)?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(shí)延指標(biāo)要求以及根據(jù)無(wú)人機(jī)入退網(wǎng)情況靈活分配信

2、道資源，設(shè)計(jì)了MAC層動(dòng)態(tài)TDMA協(xié)議。在TCDL數(shù)據(jù)鏈中，地面站同時(shí)和多架無(wú)人機(jī)進(jìn)行信息交互，需要研究MAC層多址接入方式，而原有的時(shí)分多址（TDMA）協(xié)議難以滿(mǎn)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(wú)人機(jī)靈活入退網(wǎng)情況下，吞吐量和時(shí)延難以達(dá)到性能要求。因此設(shè)計(jì)了一種動(dòng)態(tài)TDMA協(xié)議，協(xié)議動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)送的時(shí)幀和時(shí)隙。設(shè)計(jì)了MAC層的時(shí)幀結(jié)構(gòu)，時(shí)隙結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)。搭建了仿真模型對(duì)協(xié)議進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　2．為保證TCDL數(shù)據(jù)鏈

3、中，無(wú)人機(jī)在切換過(guò)程中的吞吐量指標(biāo)要求設(shè)計(jì)了無(wú)人機(jī)鏈路切換算法。TCDL數(shù)據(jù)鏈中包含多種通信鏈路，無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)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(wú)人機(jī)切換中的問(wèn)題，因此，本文提出一種根據(jù)能量和距離判斷的無(wú)人機(jī)鏈路切換算法，保證切換的迅速和穩(wěn)定，并對(duì)其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　3．為解決了TCDL任務(wù)場(chǎng)景的衛(wèi)星鏈路中，上行遙控指令吞吐量過(guò)小，時(shí)延過(guò)大的問(wèn)題改進(jìn)了傳統(tǒng)TCP協(xié)議。TCDL數(shù)據(jù)鏈中，地面站通過(guò)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(duì)TCP協(xié)議的改進(jìn)方案，包括快速啟動(dòng)，反饋調(diào)整發(fā)送端窗口，擁塞避免和帶寬估計(jì)等具體策略，并對(duì)改進(jìn)后的TCP協(xié)議進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證。
　　最后，在TCDL數(shù)據(jù)鏈中進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)結(jié)果分析，驗(yàn)證了此系統(tǒng)功能。TCDL數(shù)據(jù)鏈時(shí)延、誤碼率和吞吐量符合性能指標(biāo)，能夠滿(mǎn)足了地面站靈活發(fā)送上行遙控指令的需求，保證無(wú)人機(jī)迅速穩(wěn)定切換。無(wú)人機(jī)信息傳輸系統(tǒng)具有很好的性能