matlab⽆⼈机⾃组⽹,⾃组⽹（⽆⼈机FANET）简单介绍⾸先看⼀段对Ad Hoc的介绍：
如上所说，每个节点兼备路由器和主机的功能，即每个节点既可以作为发送节点也可以是接收节点，不需要其他基础设施的辅助，移动中的节点集可以⾃组织⽹络互相通讯。以下主要研究的是⽆⼈机作为节点⾃组织⽹络通讯。 ⾸先先看看⽆⼈机⽹络的特点：1、⽆⼈机节点能量有限；2、⽹络拓扑变化更加频繁；3、⽆中⼼、每个节点地位⼀样；4、通常采⽤wifi 通讯，带宽有限。
⽆⼈机⾃组⽹⼀个研究热点就是路由协议。由于以上的⼏个特点，设计⼀个⾼效的路由协议对于⽆⼈机⾃组⽹⼗分重要。⽆⼈机⾃组⽹中传输路径⼤多为多跳传输，FANET中节点⽹络拓扑变化频繁，⽆⼈机节点进⽹和退⽹较为频繁，这都给⽹络的建⽴和维护造成了困难。下图为⽆⼈机⾃组⽹的分类： 地理位置辅助路由是基于位置信息的路由协议，通过定位获取⽹络中节点的实时地理位置信息，通过获取的节点位置信息优化⽹络的路由性能。
平⾯路由：⽹络健壮性强，节点间⼀般存在多条路径，可修复性好且负载均衡，并具有不错的安全性。当⽆⼈机规模变⼤时，很难进⾏有效的⽹络的控制与管理，协议所占⽤过多的带宽会使正常的数据⽆法进⾏传输，只适⽤于中⼩型规模的⽆⼈机⽹络。
分级路由：分级结构的FANET由多个簇构成，每个簇中有簇头和簇成员两种⾓⾊，簇头通过中继节点或者其他簇头进⾏簇间通信。簇头与中继节点共同组成⽆⼈机的⾻⼲路由⽹络。分簇路由算法中的通信主要分为两种，簇内通信与簇间通信。在进⾏簇间通信时，源节点先把信息交给其对应的簇头，簇头再通过⾻⼲路由⽹络将数据传输到其他簇之中。分簇路由算法有两个主要的研究问题：簇头的选择和簇的维护⽅法。簇头节点既要负责管理簇内的成员，⼜要负责簇间的通信，选择⼀个合适的簇头对提⾼⽹络的性能来说⼗分关键。⽬前⼤部分有关分簇⽹络的研究都是针对簇头选举的⽅法做出的改进。分簇路由算法的设计⽬标是构造并实现⼀个能够达成簇与簇之间进⾏通信、簇内部进⾏通信的拓扑结构，以此完成路由寻路等功能。优点是具有更少的通信开销与计算量，也具有更⾼的通信效率，且其分层结构决定了它具有更好的可扩展性。常见的分簇算法有：最⼩ID分簇；最⾼节点度分簇算法； 最⼩簇变换分簇算法；最低移动性分簇算法；加权分簇算法等。其中加权分簇算法定性、定量分析节点移动性、节点度、节点间相对距离和节点的剩余能量等因素，计算权重，之后根据权值最⼤值法则在此节点的通信范围内的所有节点中选出簇头。每个因素都有对应的权值系数，计算所有的节点权值之和，相加后得到总权值，⽐较适应不同场景。
从以上两种结构来看，针对于不同需求的⽆⼈机⽹络，平级和分级结构各有优劣，当⽹络中节点个数较少时，平⾯结构的⽹络结构简单，与分级结构相⽐，不需维护簇结构，维护成本低，⽹络健壮性较强，相对安全。但当⽹络中节点个数较多时，平⾯结构由于路由控制消息过多，寻路和维护时产⽣的
开销较⼤，占⽤的带宽过多，不利于⽆⼈机之间信息的传输，此时分级⽆⼈机⽹络具有更好的性能。分级结构由于其独特的簇结构，寻路和维护的开销都相对较⼩，并且其拥有很强的可扩充性，在节点数量较多
时，与平⾯结构相⽐具有较⼤的优势。
先应式路由：节点定期⼴播路由信息，周期性地更新⾃⼰所维护的全局路由列表，时刻关注⽹络拓扑的变化。适⽤于中⼩规模的⽆⼈机⽹络，延迟⼩，但维护全⽹拓扑信息开销很⼤。例如OLSR和DSDV。
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反应式路由：节点只在通讯时发起路由，并且只需要与邻居节点互相交换信息。路由开销⼩，但路由寻路延迟⼤。适⽤于⼤规模⽆⼈机⽹络。例如AODV和DSR。
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下⾯介绍反应式路由中的AODV路由协议。
AODV路由协议⽀持动态，多跳，⾃启动的Ad hoc⽹络，当节点有通信需求时才会发送请求建⽴通信链路，节点只需要通过HELLO消息维护和周围邻居节点的信息，且在通信过程中，不参与通信的节点⽆需维护通信路由。AODV路由算法的本质是动态的，它允许⾼速移动的节点能够⾮常快速的创建路
由并到⽬的地，当链路中某⼀节点损坏时，它能依据⼀定的路由修复⼿段对链路进⾏及时修复。
AODV路由发现：寻路过程主要依靠RREQ与RREP两个数据包协作完成。初始节点将在发现周围节点没有⽬标节点的情况下，将⼴播RREQ，开启AODV的路由请求机制；中间节点接收到RREQ后会判断⾃⾝维护的节点是否存在⽬标节点，如果不存在，继续转发；到⽬标节点后，⽬标节点发回RREP路由应答，初始节点收到RREP后建⽴与⽬标节点的通讯。AODV以跳数为判据进⾏寻路，中间节点收到RREQ时，会读取数据包中的跳数位，如果该跳数⼩于本地缓存的，则更新，如本地不存在则建⽴，即保证到达本节点的跳数时最⼩的，正向路由和反向路由都会如此。
AODV采取了按需驱动的⽅式，⽆需时刻维护整个⽹络拓扑的信息，降低了⽹络对每个节点的内存需求，减少了某些不必要的转发；通过转发过程中中间节点的回复机制，可以⼤⼤地降低寻路由的时间，快速的建⽴通信链路；通过本地修复与源节点修复相结合的⽅式可以有效的降低丢包率，确保数据能够准确的传输到⽬的节点；引⼊了序列号机制可以避免路由环路的产⽣。但也应对⽆⼈机⽹络存在缺点：
1、AODV 的寻路⽅式是有通信需求时才发起路由请求建⽴路由，存在通讯延迟，存在很⼤的路由开销；
2、AODV的路由判据为跳数最少，然⽽，针对⽆⼈机⽹络⽹络拓扑变化快，能量有限的特点来说，如
果中间节点的飞⾏⽅向、速度与源节点差别较⼤，或者中间节点的能量即将耗尽，这都会造成所建⽴的路由在很短的时间内就会断裂，产⽣巨⼤的路由开销、丢包与时延。
3、AODV 是⼀种平⾯路由协议，对于节点数量多，尤其是节点⼤量移动⼤规模的⽆⼈机⽹络，AODV 路由协议很难实现有效的路由管理，⽹络的可扩充性差。由于节点之间的地位都是平等的，⼴播的路由包会充斥着整个⽹络，占⽤很⼤的带宽。
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论⽂内容简单解读
《⽆⼈机⾃组⽹ AODV 路由协议的研究与优化》
1、为了使链路稳定，适应频繁变化的⽹络拓扑，是其对速度与能耗敏感，改变路由寻路依据，引⼊“路由代价”参数，源节点和⽬标节点之间存在多条通讯路径时，选择路由代价最⼩的链路通讯。为了⽀持改路由寻路依据需要修改RREQ和RREP数据包，在其中加⼊x、y⽅向的分速度数据域和路由代价值数据域；对应的路由表也需要添加路由代价数据域。
5-氯-2-戊酮2、在1的基础上，引⼊分级的思想，选择邻居节点中节点稳定度最⼤的成为簇⾸，并将⾃⼰的⾝份置
为 HEADER 过 HELLO 包⼴播给邻居节点，节点通过接收到的簇头的 HELLO 信息逐渐判断⾃⾝⾝份，直到⽹络中所有的节点都拥有了⾃⼰的⾝份，不同的⾝份执⾏不同的任务，形成簇结构。定义同时存在于两个或两个以上簇的节点为转发节点。透平式压缩机
当源节点请求发包时，若发现其没有到⽬的节点的有效路径，就会⼴播 RREQ 消息，收到 RREQ 消息的节点判断⾃⾝的⾝份，根据不同⾝份做出不同的处理。在转发 RREQ 的过程中，只有簇头节点和转发节点会参与转发，普通节点直接丢弃 RREQ
包，直到消息抵达⽬的节点。⽬的节点回复 RREP 时，同样也只有簇头节点和转发节点参与消息的转发。
从上计算稳定度的公式可以看出，这⾥只考虑了邻居数和甚于的能量，论⽂中介绍是为了提⾼可实现性和降低维护的难度，过于复杂的算法不适合⽆⼈机的簇头选举与维护。⽂中维护时周期性的，周期内簇头不变，所以需要确保了每⼀轮簇头选举周期内都由性能最佳的节点充当簇头，不会造成某⼀架⽆⼈机过早的消耗完能量⽽退出组。
为了⾸先簇头选取，需要对周围邻居节点个数和稳定度进⾏感知。所以需要修改邻居表，添加稳定度
和节点⾝份数据域。节点⾝份：簇头HEADER、普通节点 NORMAL、转发节点 FORWARD 和未定义的节点 UNDECIDE。同时还需要修改hello包，添加稳定度和节点⾝份数据域。
簇头的维护：在⼀个簇头选举的周期之内，已经被选为簇头的节点不会发⽣变化，即使其周围有⽐起节点稳定度更⾼的节点出现，也不会更改其 HEADER 的⾝份，确保了⼀个选举周期之内簇结构的稳定。簇头选举周期适⽆⼈机⽹络拓扑变化程度⽽定，若⽹络拓扑变化慢，则将选举周期延长，避免重新分簇时产⽣的⼤量开销；若⽹络拓扑变化快，则将簇头选举周期适当缩短，使当前簇头最为适应当前的⽹络。
《近距离空地协作视频⾃组织通信路由协议研究》
1、视频⾃组织通信实时性优先路由算法：路由选择时选择下⼀时刻和源节点运动⽅向相同概率最⼤的节点作为路由中继节点。使⽤马尔可夫链预测节点的运动⽅向，选择节点下⼀刻运动⽅向与当前节点下⼀刻运动⽅向相同概率最⼤的节点转发，最后得到⼀个概率集合
，其中每个元素对于其上⼀跳运动⽅向相同概率都是最⼤的。
接种棒2、视频⾃组织通信可靠性优先路由算法：预测链路带宽，选择带宽最⼤的链路传输。过程中考虑瓶颈链路，即在所有可选链路中，⽐较每条链路的瓶颈链路的带宽值，选择其中值最⼤的作为通讯链路。
路由的建⽴需要考虑当前可⽤带宽是否低于通讯的最⼩带宽，如果⼩于则重建。预测带宽使⽤的模糊推理：输⼊为延迟和丢包，输出为预测带宽。架构、映射和规则库如下。
参考气胀式救生衣
《近距离空地协作视频⾃组织通信路由协议研究_吴哲》《⽆⼈机⾃组⽹AODV路由协议的研究与优化_吴建泽》《Adhoc⽹络中的分簇算法⽐较》
《⾃组⽹路由协议综述》
《⽆⼈机⾃组⽹路由协议研究_张国峰》
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