Zihao-Felix-Zhou/UavNetSim

UavNetSim: A Python-based simulation platform for designing and testing communication protocols and control algorithms in UAV swarm.

解决的问题

UavNetSim 为无人机(UAV)通信网络提供了一个真实的仿真环境。它解决了在可扩展的框架下,对网络各层之间的复杂交互、无人机移动性以及物理无线传播进行建模的难题,使研究人员能够测试新的协议。

工作原理

该平台基于 Python 和 SimPy 构建,对整个网络栈进行建模:

  • 物理层:使用 NVIDIA SionnaRT 进行在线信道建模,考虑信号干扰和数据包碰撞。
  • MAC 层:实现 CSMA/CA、Pure ALOHA 和 TDMA 等竞争与调度协议。
  • 网络层:使用多种算法处理数据包路由,包括贪婪算法、梯度(GRAd)、DSDV 以及多种基于强化学习(RL)的协议。
  • 拓扑与移动性:使用高斯-马尔可夫、随机航点和随机游走模型模拟 3D 运动,同时支持 A* 3D 路径规划和障碍物避让。
  • 可视化:包含一个用于监控的 Web 控制台,并可通过 OSM2World 可选地进行详细场景渲染。

适用对象

专为从事无人机网络优化、路由协议开发以及空中自组织网络(FANETs)研究的研究人员和工程师设计。

主要亮点

  • 全栈建模:涵盖从应用层数据包到达至物理层无线传播的全部环节。
  • 强化学习集成:特别支持深度强化学习模块,用于开发智能路由协议。
  • 可扩展架构:允许用户自定义并开发符合特定应用需求的协议。
  • 真实无线传播:利用 SionnaRT 的光线追踪技术,实现精确的信号建模。

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