跨洋民用航空自组网路由算法研究

【类型】学位论文

【作者】李清莲 

【关键词】 航空自组网 地理位置信息路由 贪婪转发 机会路由 先应式路由

【摘要】为机上乘客提供话音、数据和多媒体通信等服务已经成为民用航空通信发展的趋势。目前，在跨洋航空通信中由于地理位置的限制无法建设覆盖整个海洋上空所有航线的地面基站，飞机不能直接接入地面网络，只能使用价格昂贵、时延大且带宽受限的卫星中继网络与地面移动通信网连接。因此，通过组建航空自组网来实现航空宽带移动通信成为必然。 航空自组网是移动自组网在航空通信领域的应用，是一种特殊的MANET，其具有拓扑高速变化、带宽资源受限、信道质量不稳定、节点分布稀疏等特点，传统的Ad Hoc路由协议已经不再适用。因此设计出高效的路由协议成为了航空自组网技术研究的重点和难点。 论文针对航空自组网的特点，提出了两种不同应用背景下适用于跨洋航空通信环境的改进路由协议。基于地理位置信息的机会路由（LOR）结合了 GPSR 在贪婪转发模式平均跳数小和AeroRP链路稳定性高的优点，在贪婪转发的基础上，引入机会路由―存储-携带-转发‖机制以解决路由空洞问题，并运用少量的两跳路由信息处理―携带‖可能带来的路由环路问题。仿真结果表明：LOR 路由协议能够在网络暂时不连通的情况下携带数据包移动，因此在分组投递率和平均跳数方面比GPSR有更好的性能；由于LOR转发数据包时，下一跳节点选择的范围比AeroRP更广，平均每跳链路更长，从而使得平均跳数性能比AeroRP更好，平均端到端时延也有所降低。在节点密度较小时，LOR 性能更加优越，因此更适用于节点分布稀疏的跨洋航空通信环境和夜间航班较少的情况。但LOR路由协议时延和时延抖动较大，不能满足实时性业务传输的要求。 基于地理位置信息的源渗透路由（SIR）针对绝大多数情况下机上个人通信数据都是通过航空自组网发往地面基站的通信方式，设计了一种由地面基站发起路由请求的先应式路由协议，并通过链路状态估计、前向洪泛和局部按需路由思路来减小控制开销，节约带宽资源。仿真将源渗透路由协议与一种先应式路由DSDV和一种按需路由AODV进行对比。分析结果表明：源渗透路由协议的路由开销和分组投递率在 DSDV 的基础上有了很大的改进，且它是一种先应式路由，平均端到端时延比AODV更小，其时延抖动被有效地控制在了实时性业务可接受的范围内，是一种更加通用的航空自组网路由协议。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】重庆大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】曾孝平

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