Zihao-Felix-Zhou/UavNetSim

解決的問題

UavNetSim 是一個基於 Python 的模擬平台，專為建模與測試無人機（UAV）通訊網路而設計。它解決了物理訊號干擾、MAC 協定、路由與無人機移動性之間的跨層互動複雜性，用以評估網路效能指標，例如封包傳遞率（PDR）與端對端延遲。

工作原理

基於 SimPy 庫建構，平台採用模組化架構來模擬整個網路堆疊：

• 物理層：模擬無線通道，包含視線（LoS）與訊號干擾（SINR 計算）。
• MAC 層：實作 CSMA/CA、Pure ALOHA 與 TDMA 等協定，以處理頻道競爭。
• 網路層：提供多種路由協定，包括 DSDV、貪婪轉發，以及多種強化學習（RL）基礎方法（例如 Q-Routing）。
• 移動性與控制：包含 3D 移動性模型（Gauss-Markov、隨機漫步、隨機航點）、用於避障的 A* 路徑規劃，以及基於虛擬力的拓撲控制。
• 能量模型：根據飛行速度與通訊活動追蹤電力消耗。

適用對象

主要針對從事 UAV 輔助無線通訊、飛行自組織網路（FANET）、空地整合網路，以及開發無人機群 AI 路由或運動控制演算法的研究人員與開發者。

主要特色

• AI 整合：原生支援強化學習（RL）及其他基於 AI 的演算法，用於路由與控制。
• 跨層建模：可模擬從物理層至應用層的各層間互動。
• 可視化：提供 UAV 飛行軌跡與封包轉發路徑的視覺化追蹤。
• 可擴充性：模組化設計允許使用者輕鬆插入自訂協定或應用情境。