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近年来,随着人工智能与航空电子技术的进步,无人机因其“零生命风险”、隐蔽性好、作战效能高等优势被广泛使用在军事作战中。目前,无人机普遍能够执行多种任务类型,相比于单个无人机作战,由多个无人机组成的蜂群状分布的无人机集群战术更有杀伤力,因此集群作战已经成为现代战场中的主要趋势。无人机群作战的前提是实现群内高效可靠的通信,因此,无人机组网技术,尤其是路由技术成为近年来无人机网络研究的重点。本文重点分析无人机作战中的多种网络场景,设计出可靠高效的路由协议,主要工作如下:(1)针对多无人机作战中的通信协议,对机载自组织网络中的路由协议、移动模型进行分类研究,并选取OLSR作为无人机初步组网协议。为了深入分析无人机作战场景,根据无人机群作战特点,本文重点研究RPGM和Pursue两种群移动模型,分别用于模拟侦查监视和追踪打击等群组移动轨迹。此外,还研究了仿真软件NS-3的功能和体系结构,并在NS-3中实现了群移动模型的功能设计,为路由协议性能分析提供了软件基础。(2)针对OLSR协议无法满足多种作战场景中业务需求的问题,本文依据美军作战模式设计了无人机作战网络架构,提出了基于综合链路感知的自适应OLSR协议,并在NS-3仿真平台上完成了新增路由模块的设计。这个协议是在OLSR协议基础上增加了链路感知与参数自适应两种机制。其中,链路感知机制是利用无人机网络中节点移动性以及位置信息,测量链路过去、当前以及未来的稳定性,用于增强ETX机制,优化了MPR选择算法与路由选择算法。参数自适应机制综合考虑了网络节点连接度、网络规模以及UAV飞行速度,调整控制分组发送间隔。(3)针对在无人机作战中存在大量数据分发业务需求,如果仅仅使用单播路由进行组网,会导致网络带宽利用率低的问题,本文扩展OLSR的组播路由功能,引入了基于树型结构的组播OLSR协议,并在NS-3中实现模块功能设计。该协议充分利用了单播路由OLSR维护的拓扑信息和邻居信息,结合组播信息优化MPR选择算法,通过交换相关控制分组在源节点和组播成员节点之间建立起组播树,根据树的结构计算源端到目的端的最短路径进行数据的转发。(4)针对提出的两种路由协议,在NS-3上进行多次仿真,分析不同网络场景下路由协议性能。结果表明,与OLSR协议相比,基于链路感知的自适应OLSR协议能够自适应多种典型作战类型下的网络场景。此外,通过对组播OLSR协议性能的仿真表明,组播链路状态路由协议能够满足无人机数据分发的需求,提高了带宽利用率与无人机的作战效能。