[发明专利]基于可变数据速率的无人机中继移动模型的数据传输方法

摘要

本发明针对Ad‑Hoc网络UAV高速运动易引起链路中断的问题，将UAV存储‑携带‑转发数据的原理应用于UAV中继移动模型中；针对现有的UVA中继移动模型，本发明考虑了源节点S、UAV以及目的节点D，它们之间是否能直接通信的问题，同时也考虑了UAV数据传输速率随移动节点距离变化这一因素，提出了一种基于可变数据速率的无人机中继移动模型的传输方法。通过仿真分析可知本发明的可变数据速率中继移动模型比现有技术中的两种中继移动模型的端到端延时要小，吞吐量要大，故本发明的可变数据速率中继移动模型更优。本发明的方法能够应用于多无人机中继通信系统中，如在民用领域可用于火灾、地震、泥石流等灾难救援，在军用领域可用于敌情侦查、目标定位、跟踪等。

主权项

一种基于可变数据速率的无人机中继移动模型的数据传输方法，其特征在于：所述无人机UAV在数据传输的过程中具有存储‑携带‑转发数据的能力，所述无人机中继移动模型包括源节点S、目的节点D以及n架UVA，n≥2，在UAV数据传输速率变化的情况下，所述中继移动模型分为三种情况：任意两节点间均不能直接通信、UAV1→S能直接通信，UAV→UAV不能直接通信、任意两节点间均能直接通信；所述方法包括：当UAV与源节点S或目的节点D之间的距离L大于两倍的通信半径r时，任意两节点间均不能直接通信，数据传输的过程如下：首先假设UAV1缓冲区为空，然后UAV1以速度v向源节点S方向飞行，当飞行到dS‑UAV1＝2r处时，UAV1开始接收S发送的数据，并继续朝S方向飞行，UAV1接收数据的过程中，数据速率R一直在变；当UAV1缓冲区加载的数据包大小为b/2时，UAV1开始改变飞行方向朝UAV2方向飞行，当UAV1再次飞到dS‑UAV1＝2r处时，缓冲区被填满，其中，b为缓冲区大小，dS‑UAV1为源节点S与UVA1之间的距离；接着UAV1继续朝UAV2方向飞行，当UAV1返回到初始位置，即dS‑UAV1＝L/2n处时，UAV2也开始朝UAV1方向飞行，此时二者的相对速度为2v，当二者飞行到相距为2r，即dUAV‑UAV＝2r时，UAV1开始向UAV2发送数据，待UAV2缓冲区加载的数据包大小为b/2时，二者开始同时改变飞行方向，朝相反方向飞行，当二者再次飞行到相距为2r时，UAV1的缓冲区被清空，UAV2的缓冲区被填满，即二者完成了数据交换；然后，二者继续飞行到原始位置，此时，UAV1进行以前类似的行为，朝S方向飞行，加载数据，UAV2则向UAV3方向飞行，其行为类似UAV1与UAV2之间的行为，完成二者之间的数据交换，以此类推，UAVn最后将数据传输给目的节点D，以此完成整个数据的交换。