uavg-tna中基于定位信息的按需路由协议研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第2页Dynamically-reconfigurableStrategicNetwork)的基本概念，把包括无人机群作战网在内的各类战术网络作为的基本作战单元。该课题进一步为无人机群作战网络提出了动态可重定义网络体系结构(DRNA，DynamicallyRe．definableNetworkArchitecture)概念模型【lJ，由于体系结构的可重定义特点，该网络体系结构可大大改进战术网络的安全性和灵活性。由于无人机(UAV，UnmannedAerialVehicle)可能

2、兼做UAVG．TN的主机节点和路由器节点，所以路由问题是UAVG．TN的中心问题[10,11】，对无线网络的路由协议进行相应的研究与改进是一个重要的研究课题。1．2MANET与本课题研究背景的关系按照网络联机《维基百科全书》【l2J的定义：无线Adhoc网(MANET，MobileAdhocNetwork)是由可移动路由器及其相关的主机通过无线链路连接起来的组成任意拓扑结构的、可自配置(Self-configuring)的一类网络。这一定义界定的MANET具有三个特点：无线连接、节点(主机和／或路由器)可移

3、动和网络拓扑结构可自动配置(自组织)。可以看出，UAVG．TN具有典型的移动自组网的共性。但是，UAVG．TN除了传统MANET的共性外还具有其特殊性【3~91，包括：·UAVG-TN可工作于P2P和C／S两种模式。所有的无人机(网络节点)既可能是信息发送源，也可能是信息接收节点，因此具有P2P的特征；另一方面，也可能部分功能较强、通信距离较远的无人机具备兼做专用服务器的能力，因此，也能够工作于C／S模式。·UAV可能兼做UAVG．TN的主机节点和路由器节点。在无人机网络中，各个节点之间是平等通信，都有参与

4、路由选择和数据传输的功能。由于无线节点数据传输范围的限制，通信节点之间往往需要中继节点来进行路由转发，因此UAV可能同时被选择为主机节点和路由器节点，势必有必要对无线网络的路由协议进行相应的研究与改进。·UAVG-TN节点移动速度较传统MANET节点移动速度高。尽管国际上对自组网网络技术的研究已经开展多年，但是通常涉及的西南交通大学硕士研究生学位论文第3页MANET中继节点移动速率较慢，每秒移动速率为每秒数米、或者十几米。例如，步兵运兵车或机械化部队的移动速度为每小时几十公里，以美国最先进的M1A2坦克为例

5、，最大时速为42英里／d,时(约18．8米／秒)；而美国无人机新宠全球鹰飞机的时速为644公里／d,时(约178．9米／秒)，而无人机与地面移动机械在移动速度上可能有数量级的差别。因此，无人机群的自组网网络又有其自身的技术特点，必须有针对性地进行相关研究。·UAVG．-TN安全性要求高。无线通信环境通常通信速率较低、误码率较高，容易受干扰；加上UAS工作于敌对的空间环境之中，容易被地方干扰和窃听。因此，要求物理通信技术抗干扰能力强，防监测和窃听的能力；即使通信信号被敌方截获，内容应当难以被分析和破译；在敌方

6、检测到我方通信信号后，网络应当具有抗入侵和抗假冒我方站点干扰和破坏我方网络正常信息交换的能力。·应尽量提高UAVG-TN的健壮性。由于无人机飞行速度比较快，网络拓扑变化频繁，由传统的MANET路由选择算法得出的路径信息有可台日匕t．,,，／tEKi快变的不可达，势必重新进行选择路由，这样严重影响网络性能。同时对节点的能量也是个很大的考验。因此有必要对UAVG-TN的健壮性提出更高的要求和改进。综上所述，UAVG．TN有MANET的共性，虽有其特殊性，但作为一类特殊的MANET，我们可以借鉴目前国内外对MAN

7、ET的研究方法来研究它。1．3笔者的工作及贡献笔者所从事的工作是以四川省网络通信技术重点实验室与核工业部九院的合作预研项目“无人驾驶机群战术网络体系结构”为背景，并在其中具体从事路由协议研究。这些具体的工作和贡献包括：·DRNA研究是从网络安全的角度提出的体系结构，本论文从无入作战机群工作更广泛的角度提出了适合大规模无人机群作战的两层结构模式。即以具有较强通信能力(多信道、远程)和GPS支持的较大型无人机组成的虚拟骨干网(ⅦN)和多个局部无人机群网组成的两级运作模式。西南交通大学硕士研究生学位论文第4页·在

8、充分研究了DSR路由协议[13】的基础上基于上述两层结构模式，提出定位信息支持下的分层动态源路由协议GDHU(GPS．assistedDSRforHierarchicalUAGV-TN)。·使用NS，对GDHU协议进行了实现及仿真。实验数据证明，GDHU路由协议与DSR协议相比，在保持分组交付率的基础上，其平均端到端时延和标准化路由载荷的降低都是很明显的。1．4论文组织结构全文分为五章，内容如下：第1章绪论，介绍