一种基于位置预测的无人机辅助海面自组网地理路由算法

【摘  要】为解决传统海上通信方式中卫星通信传输时延较长，岸基通信覆盖范围有限的问题，提出一种基于位置预测的无人机辅助海面自组网地理路由算法。所提算法采用高斯马尔科夫模型获取节点的预测位置。若遇到路由空洞，转发节点发起两跳转发过程。多因素决策考虑距离、速度、邻居数量和路径有效期，同时利用主成分分析计算各因素的权重，以做出精确的路由决策。基于OMNeT++平台上进行仿真，结果表明所提算法在减少时延、提高数据包投递率方面具有显著效果。因此结论认为本研究任务所提算法具有实用性和可行性。

【关键词】地理位置路由算法；无人机；海面自组网

0   引言

随着海上活动的增加，海洋环境中的无线通信需求显著增加[1]。为了满足这一不断增长的需求，需要在海上建立有效的通信，传统的通信方式包括卫星通信和岸基通信[2]。然而，卫星通信的传输距离长，信号的时延大，且传输速率有限。至于岸基基站，虽然能提供较高的传输速率，但是基站的通信范围有限，难以覆盖到较远距离的船只[3]。

相比之下，无人机具有更高的灵活性和可移动性[4]。无人机部署在三维空间中，可以扩展视距传输范围。无人机可以充当空中中继，进一步扩大信号传输范围[5]。因此，无人机辅助海面通信具有很大潜力。为了给无人机辅助的海面通信网络提供可靠和高效的信息传输保障，需要设计一种路由算法，能够快速适应网络拓扑的变化，减少数据包的传输时延，提高数据包投递率。

近年来，针对海面自组网和FANETs（Flying Ad Hoc Networks，飞行自组网）的路由算法进行了许多研究。在海面自组网