一种基于自适应调整策略的无人机CSMA接入方法技术

技术编号:23899404 阅读:45 留言:0更新日期:2020-04-22 10:07
本发明专利技术公开了一种基于自适应调整策略的无人机CSMA接入方法,包括:建立通信连接前,无人机agent对自身的接入状态及接入策略进行初始化;当有数据包要传输时,侦听无人机自组织网络中各信道的忙闲情况;在可用信道中选取一条接入成功率最高的信道;无人机根据随机策略分布采样当下的接入策略并执行接入无人机自组织网络中;无人机执行接入策略后获得传输反馈,得到相应的策略回报,同时接入状态发生转移;无人机根据状态转移与获得的即时回报进行接入策略的更新;经过一段时间的迭代学习,各无人机agent学习到最适应于当前无人机自组织网络环境的接入策略;本方法相比于传统的接入机制可以实现低碰撞率、高吞吐量且不影响各节点对信道使用的公平性。

A CSMA access method of UAV Based on adaptive adjustment strategy

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应调整策略的无人机CSMA接入方法
本专利技术涉及无人机自组织网络领域,具体地,涉及一种基于自适应调整策略的无人机CSMA接入方法。
技术介绍
无人机具有用途多样、灵活性强、自主控制等优势,在军用、民用领域得到了广泛的关注和发展。多无人机系统协同应用比单个无人机系统具备可生存性更强、可扩展性更高、完成任务更快等优势,但同时也带来了诸多技术挑战,其中最为关键的一点就是多无人机间的协同通信,如何设计适应未来发展需求、高效的多无人机通信网络已成为亟待解决的问题。当前对无人机网络的研究大多都基于中央控制场景,其中无人机依靠地面控制中心或卫星进行通信,或是无人机作为中继节点来协助地面蜂窝网络的通信。随着多无人机协同应用的快速发展,基于中央控制的无人机网络无法为军事与民用场景提供更全面的服务。大量研究表明,自组织网络架构最适用于无人机间的协同通信。与传统的无线自组织网络相比,无人机自组织网络具有自身的独特性,包括节点的高速移动、网络拓扑的高动态性以及节点的稀疏性,这些特征为设计适用于UAVNET的媒体访问控制机制时带来了很多挑战。...

【技术保护点】
1.一种基于自适应调整策略的无人机CSMA接入方法,所述方法应用于无人机自组织网络场景下无人机接入无线信道,其特征在于,所述方法包括:/n步骤1:在发送无人机与接收无人机建立通信连接前,无人机agent对自身的接入状态及接入策略进行初始化;/n步骤2:当无人机有数据包要传输时,侦听无人机自组织网络中各信道的忙闲情况;/n步骤3:基于各信道的忙闲情况判断信道是否可用,在可用信道中选取一条接入成功率最高的信道;/n步骤4:无人机根据随机策略分布采样当下的接入策略并执行接入无线信道;/n步骤5:无人机执行接入策略后获得传输反馈,得到相应的策略回报,同时接入状态发生转移;/n步骤6:无人机根据状态转移...

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应调整策略的无人机CSMA接入方法,所述方法应用于无人机自组织网络场景下无人机接入无线信道,其特征在于,所述方法包括:
步骤1:在发送无人机与接收无人机建立通信连接前,无人机agent对自身的接入状态及接入策略进行初始化;
步骤2:当无人机有数据包要传输时,侦听无人机自组织网络中各信道的忙闲情况;
步骤3:基于各信道的忙闲情况判断信道是否可用,在可用信道中选取一条接入成功率最高的信道;
步骤4:无人机根据随机策略分布采样当下的接入策略并执行接入无线信道;
步骤5:无人机执行接入策略后获得传输反馈,得到相应的策略回报,同时接入状态发生转移;
步骤6:无人机根据状态转移与获得的即时回报进行接入策略的更新;
返回步骤2经过一段时间的迭代学习,各无人机agent学习到最适应于当前无人机自组织网络环境的接入策略。


2.根据权利要求1所述的基于自适应调整策略的无人机CSMA接入方法,其特征在于,步骤1中单个无人机的接入状态包含当前信道的侦听结果与以往信道的接入经验,考虑T时隙范围内N个无人机共享M个可用信道,各无人机根据动态CSMA协议竞争获取信道,以第n个无人机为例,其在t时隙侦听到第m个信道的情况用来表征,0表示信道空闲,1表示信道忙;对于过往的信道接入经验,每个节点维持一个大小为TΔ的经验窗口以记录过去的传输情况,每个时隙结束时更新,第n个无人机t时隙对第m个信道维持的经验窗口表征为单个无人机可初始化状态向量:

并且针对每条信道提取出初始的状态特征向量其中,表征空闲信道的个数,φ2与φ3分别表示连续碰撞次数与信道的连续置闲数,可根据经验窗口计数得出;对于每个无人机来说,每个接入状态s会有一个评判值V(s),大小与该状态的特征向量有关,可将这一状态值函数V(s)用参数θ进行线性近似:Vθ(s)=θTφ(s),对参数θ进行初始化;接入策略为CSMA-persistent协议中的闲时接入概率将其参数化为接入状态特征向量的线性函数ξTφ(st),对参数ξ进行初始化。


3.根据权利要求1所述的基于自适应调整策略的无人机CSMA接入方法,其特征在于,步骤2包括:第n个无人机在t时隙侦听到第m个信道的情况为侦听结束后,节点n可以获得可用信道的集合,记为该集合若为空则证明无信道空闲,则节点推迟传输;否则,执行下一步。


4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:张庭辉秦爽冯钢
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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