● 摘要
DTN 提出已有10 年左右,在这10 年中,经过大量学者不懈努力,取得了大量优秀的科研成果。近年,随着无人机的快速发展,对DTN 网络提出了新的要求。传统DTN网络局限于平面低速模型,而无人机编队网络则是三维高速网络场景,因此有必要对无人机编队网络进行针对性研究。另外,由于无人机任务分派不同,导致无人机节点间的通信具有天然的多播特性,因此有必要对无人机编队网络中的多播进行研究。
本文针对无人机编队网络进行场景分析,建立了编队移动模型和链路模型,在此基础之上设计了一个适用于高速DTN 网络的多播路由算法,并结合无人机编队网络特性进行传输优化,主要研究内容包括:
(1) 分析无人机编队网络场景,建立并实现无人机编队移动模型;分析高速DTN 网络中的链路特征,建立高速DTN 网络中链路传输能力衡量标准及计算方法;对传统二维平面网络模型进行扩展,建立三维立体网络场景。
(2) 研究DTN 网络中的多播组信息维护方法,建立高速DTN 网络多播组信息维护策略;研究基于链路传输能力的多播路由算法,设计消息优先级以及转发策略。
(3) 分析高速DTN 网络中的负载不均衡,建立编队内负载均衡机制;分析高速DTN网络中的链路闲置问题,为编队内节点建立桥接接口,进而实现桥接传输优化,提高链路利用率。
(4) 在仿真中实现多播路由算法和优化策略,并对路由算法的性能和优化策略的效果进行验证。
仿真实验表明,本文设计的多播路由算法可以在高速DTN 网络中高效的进行多播消息路由,一方面保持了较低的开销、平均延迟和平均跳数;另一方面提供了较好的消息交付率。此外,两种传输优化方法都可以取得不错的优化效果。
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