面向韧性拓扑构造的无人机集群功率分配策略

作     者：胡嘉琳 任智源 刘安妮 程文驰 梁晓东 李少波 HU Jialin;REN Zhiyuan;LIU Anni;CHENG Wenchi;LIANG Xiaodong;LI Shaobo

作者机构：西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室陕西西安710071 中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081 河北省光子信息技术与应用重点实验室河北石家庄050081 

出 版 物：《西安电子科技大学学报》 (Journal of Xidian University)

年 卷 期：2024年第51卷第2期

页      面：28-45页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：陕西省重点研发计划(2022ZDLGY05-09) 

主　　题：无人机 韧性 最小割 约束优化 

摘      要：针对无人机作战网络因自身内部故障或受到敌方攻击干扰而造成的网络性能下降及网络瘫痪问题,提出了一种基于功率分配的强韧性无人机作战网络拓扑构造方法。该方法首先以边连通度作为网络的韧性指标;其次,基于最大流最小割定理将最小割作为韧性指标的测度;在此基础上,考虑到单架无人机及系统整体功率有限,从物理层角度出发,通过调节无人机节点的发射功率以构造拓扑,从而提高网络韧性,提出了功率约束下的无人机作战网络功率分配策略;最后,采用粒子群优化算法解决功率约束下的拓扑结构韧性优化问题。仿真结果表明,在相同的调制方式及功率约束下,面对链路失效模式和节点失效模式,对比其它功率分配算法,基于粒子群优化算法得到的功率分配方案能有效提高无人机作战网络韧性,其所构建的网络在约66.7%的链路失效情况下,平均业务成功到达率仍保持在95%以上,满足实际作战需求。