航空自组网的应用浅谈

邹志远

（湖南长沙麓山滨江实验学校 410013）

航空自组网的应用浅谈

邹志远

（湖南长沙麓山滨江实验学校 410013）

航空电信网在民航通信中的应用非常广泛，航空自组网可以实现控制指令信息的转发与控制，实现感知信息、飞行状态数据的交换，自动连接构建起MANET。在这一网络中，飞行器并非简单的收发器，而是路由器，应用多跳方式将数据转化为飞行棋。本文主要针对航空自组网的应用进行分析。

航空自组网；应用；分析

近年来，我国的航空事业发展迅速，移动Ad-Hoc网络研究和应用也在不断深入。许多学者正将两者结合起来，这就产生了航空自组网领域。今年我国民航发展迅速，但是飞机间的通信不是很通畅，这就无法满足飞机飞行通信、环境感知等方面的需求。航空自组网应运而生，为民航通信提供了重要保证，也为乘客享受internet资源作出了贡献。本文主要针对自组网领域的基本概念、特点等进行了叙述，并且对其中的关键技术进行了详细的分析，对未来的发展方向进行了展望。

1 航空自组网简介

1.1 基本概念

航空自组网也叫做空中自组网，是移动网络和航空通信的有机结合。其基本要求就是在一定范围内的航空飞行器能够有效交换信息，进行指令的发送和接收，对各自的飞行状态和感知到的信息进行信息的交流。其中每一个飞行器都可以当做信号发射器，也可以当做路由器，可以采用多跳的方式把数据转发给更远的飞行器。航空自组网采用了动态组网和路由技术、无线中继技术，将航空飞行器有效联系起来，形成一个有组织、有修复功能的高效网络，这对现有航空通信具有一个有效的补充作用，具有重要的理论研究和实际应用的价值。

1.2 主要特点

航空自组网具有MANET的多跳、自组织、无中心等特性，也有自身的多种特性：①分布场景的大尺度三维性，在航空自组网中，可以覆盖跨越大洲或大洋范围，并且具有三维特性。②拓扑的高态性。民航班机飞行速率一般控制在500～1000m/h以内，而军用飞机速率范围相对较大，最高可以达到3.5km。飞机的高速移动必将会影响整个拓扑结构的变化，从而是网络协议等都随之产生较大影响。③飞机分布具有稀疏性。在航空自组网当中，飞机分布较稀，节点与节点间的距离较远，这就造成节点间通信可能会有不通畅情况出现，因此组网的可行性和网络的连通性是学者研究的重点问题。④临时性。民航飞机的飞行时间和飞行数量具有较大的不确定性，而军用飞机受作战任务和飞行训练的影响，不确定因素也很大。因此相对MANET来说，航空自组网的临时性更为强烈。

2 航空自组网的应用

2.1 Minuteman

美国洛杉矶大学研究开发了Minuteman项目，把海军作战需要的空间区域、实时信息和传感数据器等组成一体。此种结构采用了分层分布式网络体系结构。在结构中，有顶层网络和成员，所有成员保持较为一致的运动，所以此种结构具有相对的稳定性。

2.2 TTNT

TTNT即为战术瞄准网络技术，是由美国国防部高级研究计划局和空军研究实验室共同研制的新型航空数据链系统。此种航空网络体系结构具有速度高、带宽高、动态以及基于IP协议的特点，比较适合快速移动、机动性强的班机间进行通信。数字化通信设备把各项设施连接起来，可以快速准确地对地面防空系统定位、瞄准，成为军用飞机指挥的有力基础设施。

2.3 INET

INET即为增强遥控综合网，它是由美国实验中心评估投资的。此系统具有远程宽带组网的能力，可以实现对运行中的飞机进行飞行数据处理功能，能够满足将来飞机在信息化的环境先实现空地一体化、多机协同试飞的需求。

3 航空自组网的关键技术

飞机在高速运动中引起的网络拓扑高动态的变化是航空自组网中最为重要的课题。其中网络结构中，物理层需要满足链路快速变化的特点，以及在变化过程中通信遇到的问题；MAC层要保持相对稳定，保证数据能够在共享的无线链路中进行传输；网络层要能够在有限的带宽和通信链路快速变化的情况下，进行有效路由的选择和路径的维护；应用层要能够要求能够协调各个层级，适应网络条件的变化和需求变化。航空自组网的设计需要综合考虑到信道接入、路由选择、移动模型和跨层设计等多方面问题。

4 结语

总之，自组网在未来军、民通信发展上具有广阔的发展前景，网络层次中的MAC协议和路由协议是其发展的瓶颈问题。MAC层需要解决高效利用信道、有效进行拥塞控制、优先级排队、差错控制和流量控制等问题；网络层要求能够建立起一个完全分布式、适合高动态网络拓扑结构的路由协议。整个航空自组网的最终目的是要建立起一个适应范围广、灵活的通信协议，使飞机间通信以及飞机与地面实现及时准确的通信功能。

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