Што такое самаарганізуючая сетка Drone Swarm?
Drone Swarm Self-Organizing Network - гэта новая і эфектыўная тэхналогія рашэння для некалькіх беспілотнікаў і некалькіх наземных станцый кіравання.
Рой беспілотнікаў - гэта самаарганізуючая сетка, у якой кожны беспілотнік адначасова з'яўляецца перадатчыкам і прымачом, а таксама можа служыць рэтранслятарам перадач ад іншых беспілотнікаў.
Swarm беспілотнік самаарганізацыі сеткі азначае, што ў гэтай сеткі, кожны дрон - гэта перадатчык і прыёмнік, а таксама можа служыць рэтранслятарам для перадачы іншых беспілотнікаў.
У гэтай сетцы няма цэнтральнага вузла кіравання, і кожны вузел роўны. Гэта дэцэнтралізаваная сетка. Калі дрон ляціць занадта далёка або губляе сігнал па іншых прычынах, ён аўтаматычна адключыцца ад сеткі, і іншыя дроны ў сетцы не будуць закрануты. When a new drone flies close to the network, it can automatically join the network when it obtains authorization.
The background of a Drone Swarm Self-Organizing Network.
With the development of drone technology, communication technology, and network technology, the application of drones is becoming more extensive. Their application fields have expanded to include various military and civilian sectors such as industry, сельская гаспадарка, тэлеметрыя, агляд, рэагаванне на надзвычайныя сітуацыі, пажаратушэння, і ваенныя дзеянні. In the military domain, unmanned aerial combat platforms are poised to become a crucial combat force in the future. Multi-UAV cooperative combat is expected to be a significant trend in drone combat applications, playing an increasingly vital role in warfare. The distributed and decentralized IP network, based on Ad hoc technology, служыць асновай сувязі для кааператыўнага бою з некалькімі беспілотнікамі. Гэтая сетка можа спрыяць хуткаму інтэрактыўнаму абмену інфармацыяй, уключэнне сумеснага ўспрымання, апрацоўка, прыняцце рашэнняў, і атакуючыя дзеянні, тым самым істотна павышаючы жывучасць і агульную баяздольнасць беспілотнікаў.
Тэндэнцыя развіцця камунікацыйных сетак БПЛА будзе заснавана на тэхналогіі Ad hoc у якасці базавай архітэктуры сеткі. ЗША. Міністэрства абароны ўжо канкрэтна спынілася на гэтай тэндэнцыі развіцця ў “Дарожная карта развіцця беспілотных лятальных апаратаў” вызвалены яшчэ ў 2005 і неаднаразова падкрэсліваў гэтую тэндэнцыю развіцця ў наступных выданнях. Прычына, чаму ЗША. ваенныя надаюць гэтаму такое вялікае значэнне, што прымяненне спецыяльнай тэхналогіі можа дазволіць некалькім БЛА хутка сфармаваць размеркаваны, centerless multi-hop routing relay self-organizing network with self-organization, self-recovery, and high anti-destruction capabilities, greatly expanding the detection range of the UAV group, and effectively improving the cooperative perception and information sharing capabilities of the UAV group, thereby enhancing the ability of cooperative processing, cooperative decision-making, and coordinated strike. ЗША. military has been leading in application research in this field for many years. TTNT and its simplified evolution version QNT are tactical data links based on Ad hoc technology and IP architecture. They have superior technical and tactical performance in terms of networking scale, transmission rate, Затрымка перадачы, network scalability, and anti-interference, фарміраванне моцнай баявой каардынацыі і значнае пашырэнне стылю бою. Адпаведная інфармацыя паказвае, што гэтыя два тыпу каналаў перадачы дадзеных выкарыстоўваліся ў каардынацыі беспілотнікаў, каардынацыя паветра-зямля, авіяцыйна-ракетная каардынацыя, ракетна-ракетная каардынацыя, Пасадка X47B, і дазапраўка БЛА ў паветры.
Спецыяльная тэхналогія называецца самаарганізуючай сеткавай тэхналогіяй, сетка сувязі з некалькімі беспілотнікамі, заснаваная на гэтай тэхналогіі, вядомая як самаарганізуючая сетка беспілотнікаў. Нягледзячы на амаль 20 гады даследаванняў і практыкі айчынных навукоўцаў, існуе некалькі практычных БПЛА, якія самаарганізуюцца сеткавых прыкладных сістэм. Задачы наступныя:
- Па-першае, сетка мае вельмі дынамічныя размеркаваныя характарыстыкі. Тапалогія сеткі пастаянна мяняецца, posing significant challenges for the distributed allocation of channel resources and the rapid discovery and establishment of routes.
- Па-другое, there is a limitation in wireless channel resources. The MAC protocol and routing protocol need to enhance the utilization rate of channel resources with minimal control overhead, and effectively support dynamic allocation of wireless channel resources considering late entry and dynamic exit of nodes.
- Па-трэцяе, ensuring data transmission Quality of Service (QoO) мае вырашальнае значэнне. Optimizing the design of MAC protocol and routing protocol in a multi-hop self-organizing network involves addressing various service requirements for transmission delay, transmission rate, and transmission packet error rate. Дасягненне дынамічнага размеркавання рэсурсаў канала і выбару аптымізацыі маршруту перадачы ва ўмовах шматпараметрічнай і шматмэтавай аптымізацыі з'яўляецца складанай задачай.
- Нарэшце, складанасць электрамагнітнага асяроддзя ў баявых прымяненнях выклікае значную занепакоенасць. Асабліва ва ўмовах электроннага процідзеяння з наўмысным умяшаннем, пагаршэнне якасці лініі сувязі значна ўплывае на агульную прадукцыйнасць самаарганізаванай сеткі БПЛА. Гэта патрабуе, каб форма сігналу сувязі фізічнага ўзроўню і пратакол MAC канальнага ўзроўню былі здольныя апрацоўваць электрамагнітныя перашкоды.
Форма сігналу сувязі звычайна выкарыстоўвае тэхналогіі абароны ад перашкод, такія як пашыраны спектр (скачкі частоты, прамое распаўсюджванне) або інтэлектуальны выбар частоты, разам з надзейнымі магчымасцямі кадавання з карэкцыяй памылак для забеспячэння якасці сувязі. Форма сігналу сувязі фізічнага ўзроўню павінна мець магчымасць выяўляць электрамагнітнае асяроддзе, пратакол MAC павінен распазнаваць рэсурсы канала, і пратакол маршрутызацыі павінен разумець тапалогію сеткі. Распрацоўка і ўкараненне адпаведнай тэхналогіі абароны ад перашкод, стратэгія размеркавання рэсурсаў канала, і стратэгія маршрутызацыі, заснаваная на гэтым разуменні, вельмі важная.
Ключавыя тэхналогіі сетак самаарганізацыі беспілотнікаў павінны падкрэсліваць сеткавы аспект сувязі БЛА, за выключэннем кампанента задачы карыснай нагрузкі прыкладнога ўзроўню.
Першы аспект - гэта тэхналогія абароны ад перашкод, звязаная з формай сігналу сувязі фізічнага ўзроўню. Для ваеннага прымянення сетак самаарганізацыі БЛА, вельмі важна арыентавацца ў складаных электрамагнітных асяроддзях, пазбегнуць варожых зрываў, або змякчыць негатыўны ўплыў перашкод на сувязь для забеспячэння эфектыўнай сувязі. Тэхналогія абароны ад перашкод у сувязі ў першую чаргу ахоплівае метады пашыранага спектру і адаптыўныя метады выбару частоты. Распаўсюджанне спектру ўключае ў сябе традыцыйныя стратэгіі барацьбы з перашкодамі, такія як скачкападобнае змяненне частоты, пашыраны спектр прамой паслядоўнасці, і распаўсюджвацца скачкападобна. Па сутнасці, пераскок частоты ўключае ў сябе ўсе радыёстанцыі ў сетцы, якія сінхронна змяняюць сваю нясучую частату сувязі ў адпаведнасці з загадзя вызначанай паслядоўнасцю пераскокаў на аснове пэўнага псеўдавыпадковага шаблону, што дапамагае прадухіліць перахоп і перашкоды. Адаптыўны выбар частоты выкарыстоўвае тэхналогію кагнітыўнага радыё для ідэнтыфікацыі перашкод і ацэнкі якасці сувязі ў рэжыме рэальнага часу на прызначаных частотных кропках-кандыдатах. Калі бягучая частата адчувае перашкоды і якасць сувязі пагаршаецца, ён можа хутка пераключацца на частату з найлепшай якасцю без перашкод. Для самаарганізацыі сеткавых сістэм, рэалізацыя шырокапалоснага высакахуткаснага пераскоку частоты патрабуе рашэння такіх праблем, як сінхранізацыя носьбіта, бітавая сінхранізацыя, і кадравая сінхранізацыя, характэрная для цалкам звязаных сетак, а таксама дасягненне поўнай сінхранізацыі сеткавага часу і сінхранізацыі шаблонаў пераскокаў частоты ў сцэнарыях з некалькімі пераходамі, што тэхнічна складана. Адносна адаптыўнага выбару частоты, вызначэнне таго, як ацаніць якасць сувязі на частотах-кандыдатах у рэжыме рэальнага часу і як хутка і сінхронна перавесці ўсю сетку на частату з аптымальнай прадукцыйнасцю сувязі ў выпадку перашкод, з'яўляюцца найважнейшымі тэхналогіямі, якія павінны быць вырашаны перад разгортваннем сетак самаарганізацыі беспілотнікаў у ваенных прымяненнях.
Другі аспект - кантроль доступу да асяроддзя (MAC) пратакол на канальным узроўні. У кантэксце беспілотных самаарганізаваных сетак, гэта ўключае ў сябе выкарыстанне размеркаванага алгарытму для хуткага і дынамічнага размеркавання прыдатных рэсурсаў канала для кожнага вузла без залежнасці ад цэнтральнага каардынуючага вузла. Мэта складаецца ў тым, каб забяспечыць справядлівы і эфектыўны доступ усіх вузлоў да абмежаваных рэсурсаў канала, дасягненне такіх мэтаў, як нізкая затрымка, высокая надзейнасць, and high throughput. This represents a significant challenge and a crucial technology that drone self-organizing networks must address.
The third aspect pertains to the routing protocol at the network layer. The rapid movement of nodes in UAV self-organizing networks leads to constant changes in network topology. таму, designing a routing algorithm that is fast, здольны, маштабуецца, and adaptable is essential. This algorithm should possess characteristics such as quick network access, rapid routing switching, swift convergence, and minimal control overhead. Overcoming these challenges is vital for the success of UAV self-organizing networks.
Па-чацвёртае, Якасць абслугоўвання (QOS) тэхналогія. Many current self-organizing network radio stations have been developed with a cross-layer design approach. In creating the MAC and routing protocols, выкарыстоўваюцца такія фактары, як індыкацыя сілы сігналу і частата бітавых памылак з фізічнага ўзроўню, разам з інтэграцыяй QOS і тэхналогій кантролю перагрузкі з транспартнага ўзроўню. Дадаткова, розныя метады адаптацыі, напрыклад, сілавая адаптацыя, адаптацыя мадуляцыі, адаптацыя кадавання, і адаптацыя хуткасці - выкарыстоўваюцца для задавальнення разнастайных патрабаванняў да паслуг адносна затрымкі, стаўка, і страта пакетаў.
1. Спецыяльнае тэхнічнае апісанне
ўвядзенне
Бесправадныя спецыяльныя сеткі, звычайна званыя сеткамі Ad-Hoc, якія ўзніклі ў выніку розных ініцыятыў пакетных сетак у галіне ваеннай сувязі пад кіраўніцтвам DARPA ЗША. У рэшце рэшт яны ператварыліся ў тое, што цяпер вядома як Ad-Hoc сеткі, IETF пазначае іх як MANET (Мабільная спецыяльная сетка).
Спецыяльная сетка - гэта ўнікальны тып бесправадной сеткі мабільнай сувязі, дзе ўсе вузлы маюць роўны статус, ліквідацыя неабходнасці цэнтральнага вузла кіравання, і дэманструючы моцную ўстойлівасць да збояў. Кожны вузел у сетцы не толькі выконвае функцыі, тыповыя для стандартных мабільных прылад, але таксама валодае магчымасцю рэтрансляцыі паведамленняў. Калі вузлы крыніцы і прызначэння знаходзяцца па-за зонай прамой сувязі адзін аднаго, яны па-ранейшаму могуць абменьвацца інфармацыяй шляхам маршрутызацыі паведамленняў праз вузлы-пасярэднікі. У некаторых выпадках, для сувязі можа спатрэбіцца некалькі пасрэдніцкіх вузлоў, гэта азначае, што паведамленне павінна прайсці некалькі скачкоў, каб дасягнуць канчатковага пункта прызначэння. Гэтая характарыстыка адрознівае спецыяльныя сеткі ад іншых сістэм мабільнай сувязі. Вузлы ў сетцы Ad Hoc дасягаюць самаарганізацыі і працы дзякуючы сумесным намаганням шматслойных сеткавых пратаколаў і размеркаваных алгарытмаў.
Асноўныя характарыстыкі
Дэцэнтралізаваны і размеркаваны: Кожная радыёстанцыя мае аднолькавае значэнне, і няма цэнтральнага цэнтра. Вузлы могуць свабодна ўваходзіць у сетку або выходзіць з яе без шкоды для яе стабільнасці.
Эстафета з некалькімі пераходамі: Аўтарызаваныя радыёстанцыі могуць аўтаматычна выконваць функцыі рэтрансляцыі, пашырэнне ахопу сеткі.
Адаптыўная тапалогія: Сістэма падтрымлівае дынамічную маршрутызацыю, што робіць яго ідэальным для такіх асяроддзяў, як спартыўныя спаборніцтвы, дзе часта змяняецца размяшчэнне сеткі.
IP празрыстая сувязь: Сістэма забяспечвае перадачу ўсіх даных на аснове IP.
Трансмісія высокай ёмістасці: Выкарыстоўваючы падыход з некалькімі носьбітамі, ён прапануе шырокапалосны канал сувязі, здольны апрацоўваць розныя тыпы інфармацыі, уключаючы дадзеныя, голас, выявы, і відэа.
2. Практычнае даследаванне візуалізаванай спецыяльнай сеткавай сістэмы сувязі
- Рэзюмэ сцэнарыяў прымянення
У асобным раёне прайшлі справаздачныя вучэнні ў гонар 100-годдзя Камуністычнай партыі Кітая, з удзелам удзельнікаў спецназа, пажаратушэння, аварыйна-выратавальны, рэзервы апалчэння, і іншыя адпаведныя падраздзяленні. Удзельнікі каманды былі зладжаны, энтузіязм, і поўны энергіі. Яны хутка перайшлі ў фазу прадукцыйнасці па адзіных дырэктывах. Наша кампанія адказвала за забеспячэнне бяспечнай сувязі, трансляцыя перспектывы падзеі ад першай асобы да кропкі назірання ў рэжыме рэальнага часу. З гэтай задачай мы справіліся і атрымалі падзякі ад доследнага падраздзялення.
(II) Патрабаванні да заяўкі на сцэнар
- Трансліруйце перспектыўнае відэа ад першай асобы ад спецназа на вялікі экран каманднага пульта ў месцы вучэнняў;
- З-за пратаколаў канфідэнцыяльнасці, відэададзеныя не павінны перадавацца праз агульнадаступныя сеткі;
- Забяспечце плаўную перадачу відэа, з выразнымі і стабільнымі выявамі на працягу практыкаванняў;
- Перадайце аўдыя з месца на вялікі экран у пункце назірання ў рэжыме рэальнага часу.
(1) Функцыянальныя асаблівасці
- Арыентаваны на канкрэтныя патрэбы бізнесу: Прадукт распрацаваны ў адпаведнасці з патрабаваннямі ўзброенай паліцыі, спецназа паліцыі, і іншыя адпаведныя аддзелы.
- Адпавядае нацыянальным стандартам: Ён падтрымлівае пратакол GB/T28181.
- Двухрэжымнае пазіцыянаванне з Beidou/GPS.
- Лічбавы дамафон PTT для каманднай сувязі.
- Аб'ём лакальнай памяці 128 ГБ, дазваляе бесперапынны запіс як мінімум 60 гадзін.
- Убудаваная інфрачырвоная функцыя начнога бачання, аўтаматычнае пераключэнне паміж дзённым і начным рэжымамі ў залежнасці ад святлоадчувальнасці.
- прастата ўстаноўкі: Абсталяваны спецыяльнай ліпучкай для ўзброенай і спецыяльнай паліцыі, што робіць яго простым для мацавання да шлемаў.
- Кіраванне адной кнопкай: Распрацаваны для зручнасці выкарыстання, нават у пальчатках.
- Аварыйная сігналізацыя ў адзін клік: Салдаты могуць папярэдзіць камандны цэнтр адным пстрычкай мышы, запуск зашыфраванага запісу трывогі.
- Падтрымлівае зашыфраваную сувязь VPN з падвойным кадаваннем патоку; адзін паток адпраўляецца ў камандны цэнтр, а другі захоўваецца лакальна.
- Сумяшчальны з сеткамі 4G ад China Mobile, China Unicom, і China Telecom.
- Забяспечвае відэа і галасавую сувязь у рэжыме рэальнага часу.
(2) спецыфікацыі
(1) Функцыянальныя асаблівасці
- кампактная канструкцыя, ідэальна падыходзіць для носных або партатыўных выкарыстання.
- Дазваляе двухбаковую перадачу паслуг IP, уключаючы голас і відэа.
- Падтрымлівае Push-To-Talk (PTT) галасавая сувязь.
- Уключае магчымасці дынамічнай маршрутызацыі, дазваляючы сеткавую самаарганізацыю і аднаўленне.
- Мае ўбудаваную падтрымку WiFi.
- Уключае ў сябе ўбудаваную тэхналогію пазіцыянавання GPS/Beidou.
- Прапануе функцыю празрыстай перадачы паслядоўнага порта.
- Палягчае працу ў сетцы некалькіх прылад, змяшчаючы да 32 вузлы бесперапыннай рэтрансляцыі.
- Забяспечвае высокую прапускную здольнасць і прапускную здольнасць, з бесправаднымі спецыялізаванымі сеткамі, здольнымі перадаваць даныя па IP са хуткасцю да 70 Мбіт/с.
- Дазваляе гнуткую сетку; структура сеткі падтрымлівае розныя рэжымы сувязі, такія як кропка-кропка, шматкропка-шматкропка, ад чалавека да чалавека, ад чалавека да транспартнага сродку, і ад аўтамабіля да аўтамабіля.
- Выкарыстоўвае аптымізаваную тэхніку мадуляцыі з унікальным рэжымам мадуляцыі COFDM, забяспечваючы выдатнае пранікненне радыёчастот і прадукцыйнасць перадачы па дыфракцыі траекторыі.
- Прапануе маштабаванасць, падтрымліваючы IP-камеры іншых вытворцаў у якасці радыёчастотных крыніц і забяспечваючы прамыя падключэнні да самаарганізаваных сеткавых прылад.
(2) Тэхнічныя характарыстыкі
задаваць пытанне
Ваша паведамленне адпраўлена