题目：基于3G移动网络微型无人机远距离通信的研究

        无人机在民用领域具有广泛的应用前景，许多应用要求无人机能完成实时远距离数据传输。民用无人机通信系统一般使用2.4GHz无线技术，该技术是适用于短距离通信的协议，不能满足远距离通信需求。利用移动公网中继无人机通信数据，可使无机通信距离不受限于2.4GHz无线技术。故本文将围绕以下三个方面对无人机远距离通信进行研究和分析：

        第一，无人机利用3G网络进行通信，需要完成NAT穿越，本文结合了STUN协议和TURN协议，利用一个具有公网地址的服务器设计一个NAT穿越方案。首先利用STUN协议分析无人机或地面站所在网络的NAT类型。若属于圆锥NAT，通过公网服务器交换无人机与地面站经过映射后的公网地址，直接点对点连接实现数据传输。若属于对称型NAT，对于不同目的地址的连接，私有地址将映射为不同的公网地址，无法进行点对点通信，需要依靠具有公网地址的服务器中继数据。我们在此分析的基础上，设计并实现了一个穿越各种类型NAT的通信方案。

        第二，在无人机远距离通信过程中，下行链路涉及了两种类型的文件传输，包括描述无人机状态的ASCII码流和空中拍摄的多媒体数据流。本文考虑了两种传输内容的带宽分配问题，优先传输表示无人机状态信息的ASCII码流，设计了一种基于无人机天线信号强度的方法来调整视频帧的传输速率。除此以外，实现中断重连的机制以保证获得TURN转发许可的连接在网络中断重连后可自动重新收发数据。

        第三，无人机在运动状态实时变动条件下传输其状态信息和航空拍摄采集的图像视频流信息，在丢包率、延迟等方面还有不确定因素。我们搭建一个无人机远距离通信系统的测试平台，扩展了无人机开源控制系统，加入主CPU作为采集数据和控制数据通信的中心平台。最后进行地面测试，通过对网络延迟、丢包率等指标进行分析，验证了该方案的可行性。