摘要
随着电子技术的不断发展，无人机的应用范围也更加广阔，尤其是在军事以及民用领域发挥了重要的作用。在很多应用场景下无人机集群比单无人机具有更高的工作效率，因此无人机集群化成为未来发展的方向。自组织网络技术应用在无人机集群为多无人机协同工作提供了可靠的保障，而路由协议是无人机自组织网络中的关键技术。本文分别针对二维平面以及三维空间部署的无人机自组织网络中基于地理位置的贪婪无状态路由（GreedyPerimeterStatelessRouting，GPSR)协议进行研究。本文的工作如下： 1.针对部署在二维平面的无人机自组织网络，传统自组织网络路由协议不能适应无人机自组织网络拓扑变化剧烈、节点分布稀疏且能量有限等问题，本文提出了一种基于多指标联合节点选择的GPSR协议（MultiTaigetjointnodeselection-GPSR,MT-GPSR)。在贪婪转发模式下，选择下一跳转发节点时综合考虑节点间链路保持时间、节点度、节点剰余能量以及相对位置距离等因素，使用AHP-极大熵准则赋权算法将上述因素的指标值进行赋权重，得到下一跳节点的联合选择优先值，选取优先值最大的邻节点作为下一跳转发节点，当贪婪转发模式失败时，利用改进的周边转发模式使数据包快速绕出路由空洞。通过仿真验证，与GPSR协议和GPSR-NMP协议相对比，本文所提的MT-GPSR协议不但更适用于无人机自组织网络，同时还极大地保持了网络的完整性。 2.针对传统地理路由协议在三维空间无人机自组织网络中对于节点在三维空间中高速移动且无法解决路由空洞的问题，本文提出了一种基于节点位置预测的三维地理位置路由协议(LocationPrediction-GPSRon3D,LP-GPSR3D).该协议釆用移动预测机制预测节点位置，在经过节点度筛选后，利用贪婪转发模式根据节点预测位置选择下一跳节点进行数据转发。针对路由空洞的问题，提出利用节点距离关系与有效节点度来选择两个下一跳转发节点进行数据转发，在NS-2的三维场景中进行仿真验证，结果表明所提出的LP-GPSR3D协议与RGF协议、GPSR-3D协议相比，具有更小的网络开销、更高的分组投递率和更低的平均端到端时延,同时提高了网络的吞吐量，使三维空间中的无人机自组织网络具有了更好的网络性能。 综上所述，本文提出的MT-GPSR协议能为部署在二维平面的无人机自组织网络提供良好的网络性能与可靠的通信，同时还能延长网络工作时间。对于部署在三维空间中的无人机自组织网络，本文提出的LP-GPSR3D协议解决了传统地理位置路由协议无法在三维空间中解决路由空洞的问题，并且为网络提供了更好的性能。
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