[发明专利]一种航空自组织网络路由方法

说明书

本发明公开了一种航空自组织网络路由方法，包括3个阶段。在路由建立阶段，源节点从自身记录的路由表中查找是否有到目的节点的路由，若没有则发起路由请求RREQ，当RREQ传输至目的节点，目的节点立即产生路由回复RREP，并沿着传输RREQ的路径回传RREP，源节点接收到RREP后，完成路由建立；在路由选择阶段，中间节点记录周围传输RREQ给自己的邻居节点的信息到RREQ表中，其中包含邻居节点至源节点的最小跳数；在路由维护阶段，当某节点的数据链路断裂，将数据传输至某邻居节点，并在该邻居节点所在备用路径上继续传输数据。本发明适应航空自组织网络特点，明显改善了网络数据传输时延、数据包到达率等性能。

技术领域

本发明属于无线自组织网络和电子测控领域，特别涉及了一种航空自组织网络路由方法。

背景技术

在航空通信中，目前广泛使用的航空通信网络存在一定的弊端，例如飞机飞行时直接通信效果差甚至无法直接通信，飞机检测的空中环境信息共享范围小，现存的航空通信网络结构复杂，需要大量的地面控制站与通信卫星的介入等。为了解决这些弊端，设计一种通信效率更高、实时性更好、可以适应未来航空通信网络发展模式的无线通信网络，已经成为民用航空通信急需解决的当务之急。而在军用航空领域，多年以来，空军一直以地面控制站为中心的地空通信网络对战机发送命令，指引战机飞行以及通知战机战场动态以控制战机进行攻击敌方。命令的通信方式主要以语音通话为主，无法满足战机对于战场实时动态的监视等需求，同时视距通信、空中环境复杂多变造成通信困难等不可抗拒因素限制了战机的通信距离，无法形成战机对战场全局动态的分享。在现存的航空无线通信网络体系下，地面控制站的网络融合性低，需要借助通信卫星才能进行信息共享，卫星通信的资源有限且地面大量的基础设施无法真正参与到网络通信中，导致网络资源大量浪费。而且在战时，地面控制站将成为敌方重点攻击对象，地面控制站一旦遭受敌方打击，将使整个通信网络无法正常运转，飞机将失去命令指引造成飞行混乱。基于以上问题，现存的航空无线通信网络已不能满足未来航空通信的空地一体化、网络信息化、多兵种联合作战的要求，急需建立一种多融合、多特色的航空无线网络通信系统，为战时的空中作战平台提供有效的信息保障，建立一个空地一体化、空中飞行器资源与信息共享的网络通信方式是未来航空通信的一个大方向。

作为军用与民用航空通信网络未来的发展方向，航空自组织网络(AeronauticalAd Hoc Network，AANET)被人们提出，航空自组织网络的概念从21世纪初期被提出以来，受到了国内外研究人员的广泛关注与探讨，其中各国空军研究人员对航空自组织网络尤为重视。

性能优异的路由协议能够以较低的网络开销、较低的数据传输延时获得优异的网络性能，同时节点的本地计算大大减少，节点的电源开销也能有效得到控制，从而为网络数据传输和其它多种业务需求提供无线网络支持。航空自组织网络具有无需基础设施支持、网络覆盖范围广等优点，但网络拓扑变化快、多跳通信传输等特点使现存的无线通信网络的各种路由协议不能直接应用在航空自组织网络中，因此必须研究适合航空自组织网络的无线通信路由技术。而航空自组织网络路由技术需要充分考虑航空自组织网络的分布式计算、节点的移动性强造成的网络延时、节点对于空中环境的自我适应能力以及无线网络通信的安全性等问题，因此，航空自组织网络的概念提出之后，路由协议的算法一直是航空自组织网络研究的重点和难点。

基于此，航空自组织网络的路由技术发展快速，尤其是21世纪以来各国的研究人员在基于MANET路由协议已有协议和技术基础上，对航空自组织网络路由选择算法的预测模型、位置信息、服务质量控制和安全支持等关键问题进行了深入研究，取得了一些关键领域的重大突破。按需距离矢量路由协议AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector)以及基于AODV路由协议基础上通过改进而来的按需多径路由协议AODVM(AODV-Multipath)是众多路由方法的代表。这些重要的突破都是以较低的时间和空间开销，取得更好的网络性能，更好的网络服务质量和更安全的网络协议。