战场环境下的DTN路由算法研究

来源 :中国航天第二研究院 航天科工集团第二研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:boluoxj
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随着电子信息技术的飞速发展,部队将是信息化部队,战场将是信息化战场,一切作战活动及其效能都是建立在信息基础之上的。而当前战场普遍使用的移动自组网和无线传感器网络受制于敌方的电子干扰和破坏,以及战地地形、天气等的影响,会出现高延迟甚至中断,端到端连接难以保证,难以适应现代化作战需要。  为保证复杂环境下的网络通信质量,容迟容断网络DTN(Delay and Disruption Tolerant Network)应运而生。它是一种适应较高延时、频繁中断、异构互联、端到端连接不能保证的新型网络体系,自提出至今,DTN被广泛应用于深空通信、游牧计算、车载网络、战场通信、野生动物保护和紧急救灾等。由于应用领域众多,环境和需求各有差异,必须各自开展有针对性的研究。DTN网络的研究主要集中于体系结构、路由、安全隐私和应用支持等方面。当前,学术界针对DTN的体系结构设计已基本达成共识,即增加束层,专门用来处理高延迟和中断,连接异构网络,而路由算法研究则是重点和难点问题。  本文以开发适用于战场环境的DTN路由算法为出发点,通过分析已有的DTN路由算法,结合战场实际情况和具体需求,提出了基于优先级的多级传输队列MQP,用于实现区分服务的路由策略。  此外,由于在稀疏环境中,常规DTN节点的存储空间、处理能力和能量都受限,传统算法难以保证网络质量,通过加入消息摆渡(Message Ferry)机制可以大大提高投递率,减少时延,并能很好的满足网络吞吐量和网络规模的扩展。基于此,本文探讨了基于Message Ferry的DTN路由技术特点,剖析了现有算法的优缺点,然后在已有的EZF(Elliptical Zone Forwarding)算法基础之上加以改进,在部队整体作战性能和网络服务质量之间做出了合理的权衡,进而结合多级传输队列提出了B-DTN(Battlefield-DTN)路由算法。  最后,本文通过在ONE平台上的一系列仿真,验证了B-DTN算法的有效性,结果表明,B-DTN算法能较好的满足高优先级消息的优先送达,而整体传输时延和投递率相对于传统路由算法仍有较大改善。
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