航空电信网的切换及子网移动关键技术研究

【类型】学位论文

【作者】李清波 

【关键词】 空中交通管理 航空电信网 快速切换 移动性管理

【摘要】航空电信网(ATN)是国际民航组织(ICAO)提出的全球化、无缝隙的互联网络，是提供航空数据通信服务的基本设施和基础网络。随着民航运输业的发展，对空中交通管理也提出了更高的要求。传统的航空电信网采用的是OSI协议体系，鉴于OSI协议体系的缺点，目前国际民航组织ICAO正在研究基于TCP/IPv6的新一代航空电信网体系结构，以满足空中交通管理日益增长的需求。本文主要研究新一代航空电信网体系结构下的快速切换和移动管理技术。本文首先系统分析了现有航空电信网的不足，并对现有ATN体系和ICAO新提出的ATN/IPS体系进行了比较，ATN/IPS体系具有更开放的互连体系并可以更好的解决移动性问题以及支持基于IP技术的应用。针对航空电信网的越区切换问题，本文详细分析了目前通用的MIPv6、FMIPv6以及HMIPv6等技术，对三种切换技术进行了比较评估。并详细分析了航空通信的特点，在此基础上，提出了一种适用于ATN/IPS的无缝切换机制EMIPv6，EMIPv6切换机制利用原来ATN路由体系中的骨干路由器作为移动锚点，进行移动管理，并根据飞机的基于航迹飞行特点对切换进行提前预测，在不影响现有路由结构及飞机移动性的情况下，可以降低飞机切换行为的发生频率，减少主干网上的注册分组数量；保持飞机在切换发生时已有通信的连续性，缩短切换的时延。最后，通过NS2仿真对EMIPv6快速切换机制进行了验证。其次，随着IP技术的发展，飞机上将出现越来越多的基于IP技术的应用和移动设备，飞机将作为一个庞大的移动网络进行跨区远洋飞行，如果不对这个网络进行统一有效的管理将会给网络造成巨大的负担。针对此情况，本文提出了基于网络移动协议NEMO的子网移动管理技术，分析了NEMO技术应用于航空电信网的可行性，并对基于NEMO的航空通信进行了路由优化，有效地降低了通信的端到端时延。通过与前面提出的EMIPv6切换机制的结合，也进一步提高了跨区远洋切换的效率。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张学军

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