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摘 要：无线自组网技术可以随时加入新节点，自动调整网络结构优化跳转路由，实现多点位间远距离数据的可靠无线传输和控制。为解决无线通信的自组织网络信道中由于信号干扰和衰减导致的报文传输失败以及冗余路由的选择问题，本文基于部队通信需求，深入研究无线数字通信方案中无线自组网路由关键技术，自主开发出无线自组网协议，服务于部队的通信保障。
关键词：无线自组网，路由，通信保障
引言
在对部队机房温度、湿度、电压、电流等信息需进行监测时，通常采用通信网络实现信息的传输和集中控制，当多个地区的信息要传输时，多网络节点的通信需要满足快速、准确、稳定的需求。本文根据实际需求，基于无线自组网络的优势，自主开发了一套无线路由协议，各点位通过使用接力跳转方式，实现远距离传输。本文开发的自组网路由协议硬件资源开销小，芯片设计成本低，理论跳转传输可达上千公里。
一、无线自组网的概念
无线自组网最初是起源于ATCS，上世界末开始推广到商用，无线自组网技术与传统蜂窝网络结构不同，它是一种节点对等的点对点通信网络，各节点都都能与其他一个或者多个对等节点实现通信。无线自组网拓扑结构灵活多变，按照不同的需求，可设置为链型、星型以及混合型等等。利用节点的中继传输能力，还可实现多跳传输，从而覆盖到更远距离。
随着OFDM-MIMO宽带技术的成熟，特别是Wi-Fi和LTE技术的推广，无线自组网技术在宽带化和IP化上取得了较大的发展。当前，随着5G时代的到来，物联网和无线传感迅速发展，作为一种专用集群通信网，无线自组网技术在在公共安全、应急救援中有着广阔的应用前景。
二、无线自组网的特点
无线自组网具有以下特点。
一是网络的无中心和自组织性，无中心是无线自组网中最大的特点，每个节点的地位是相互平等的。无线自组网可以随时随地自主建立无线通信网络，并具有快速的组网速度和很强的独立性。
二是动态变化的网络拓扑结构，在无线信道不可测的通信环境中，无线自组网的节点的发射功率可变，且能够任意移动、加入或退出网络，导致网络的拓扑结构随时可能发生变化，这样也为无线自组网路由策略的实现提出要求。
三是无线多跳传输，无线自组网采用无线传输技术，由于节点发射功率的限制，当相距较远时，通信需要中间节点的转发。通过使用多跳传输，节点可以使用较小的发射功率，从而达到节省能量，延长电池工作的目的。
三、自主开发的无线自组网协议关键技术
1. 路由表的更新及维护
路由表中没有的路由项，主要使用跳数和信号强度来比较路由的好坏。具体规则为：当信号强度的电平值小于0x32时，认为该条路由不能保证可靠传输数据;当信号强度的电平值超过0x32时，在相同目的地址条件下比较跳数度量值，将跳数较大的路由舍弃，保留跳数较小的路由。
当节点N新加入网络时，向相邻节点B、C、D发送路由请求，B、C、D收到路由请求时将本机路由表发至节点N，对于同一源地址，但路径不同的路由，首先将信号强度电平值未达到0x32的路径丢弃，然后筛选跳数小的路由。跳数相同的路径再比较信号强度。对路由表中已有的路由项，当接收到的响应报文源节点地址相同时，更新该路由的生存时间。当路由表中没有发送数据的目的节点地址时，使用按需分配机制建立路由。
2.路由节点生存状态更新
当节点B未宕掉之前，与B相邻节点C、F、G、H都能收到B的报文，收到后更新B的时间阈值并开始倒计时。以节点F为例，在上一次收到节点B的报文时将时间阈值更新为5分钟并开始倒计时，若收到节点B新的数据包时，再将时间阈值设为默认时间5分钟，若一直未收到该节点数据包，在倒计时剩余2分钟时，节点F主动发出数据包抢救节点B。若节点B有回应能力，则发出组播信号，节点F及其他相邻节点C、G、H重新将时间阈值更新为默认值;若节点B一直没有回应，则判定当前路由不再有效，更新节点B的生存状态值。路由的更新除了开机后组播更新整个路由表，还采用事件驱动更新，当一个节点收到新加入节点的数据包时，同时广播更新一条路由，这种方式的更新能及时反映拓扑的变化，适用于网络变化缓慢的情况。
3. 路由路径的选择
该路由算法试图寻找到拥有最小路径成本的路径。路径通过一系列的请求和回复数据包被发现。源设备通过向它的所有邻接节点组播一个路由请求数据包，来请求一个目标地址的路径。当一个节点接收到组播数据包，它依次转发组播数据包。但是在转发之前，它要加上最新的连接成本，然后更新组播数据包中的成本值。这样沿着所有它通过的连接，组播数据包携带着最新的连接成本。这个过程一直持续到组播数据包到达目标设备。通过不同的节点，许多组播包都将到达目标设备。目标设备选择路径最好的数据包，然后发回一个路径答复数据包给源设备。组播包是一个单点发送数据包，它沿着中间节点的相反路径传送直到它到达原来发送请求的节点为止。一旦一条路径被创建，数据包就可以发送了。
四、无线自组网技术在通信保障中的应用
在實际应用中，本文采用433m无线模块，该模块发射速率较低，频率稳定波动小，发射功率低，能耗小，能够长时间维持设备运转。利用无线自组网系统快速创建一个全无线网络，传输语音、数据，满足部队机动作战通信需要，因此使用无线自组网技术也可以传输机房温度、湿度、电压、电流等信息。无线自组网的每一个节点同时具备中心节点和中继节点功能，作为中心节点，监控网络状态并为终端提供服务;作为中继节点，需要根据既定协议进行接受和转发数据包，在网络中，无论哪一个节点被删除都不会影响该网络的正常运行。
结束语
本文自主开发的无线自组网协议，组网结构灵活，可随时加入新节点，开发无线按需确定可靠路由协议，协议自身开销小，协议安全加密，不易受攻击，具有较好的可扩展性、可临时组网，能够满足部门需求，服务于通信保障。
参考文献：
[1]尹合林.无线宽带自组网的关键技术及应用[J].数字通信世界，2018， （012）：19-20.
[2]林磊.无线自组网技术在应急通信网络中的应用[J].黑龙江科学，2019（14）.
3.杨昕，孙智立.无线自组网和卫星网络融合的路由方法[J].移动通信， 2019， 043 （005） ： 14-20.
关键词：无线自组网，路由，通信保障
引言
在对部队机房温度、湿度、电压、电流等信息需进行监测时，通常采用通信网络实现信息的传输和集中控制，当多个地区的信息要传输时，多网络节点的通信需要满足快速、准确、稳定的需求。本文根据实际需求，基于无线自组网络的优势，自主开发了一套无线路由协议，各点位通过使用接力跳转方式，实现远距离传输。本文开发的自组网路由协议硬件资源开销小，芯片设计成本低，理论跳转传输可达上千公里。
一、无线自组网的概念
无线自组网最初是起源于ATCS，上世界末开始推广到商用，无线自组网技术与传统蜂窝网络结构不同，它是一种节点对等的点对点通信网络，各节点都都能与其他一个或者多个对等节点实现通信。无线自组网拓扑结构灵活多变，按照不同的需求，可设置为链型、星型以及混合型等等。利用节点的中继传输能力，还可实现多跳传输，从而覆盖到更远距离。
随着OFDM-MIMO宽带技术的成熟，特别是Wi-Fi和LTE技术的推广，无线自组网技术在宽带化和IP化上取得了较大的发展。当前，随着5G时代的到来，物联网和无线传感迅速发展，作为一种专用集群通信网，无线自组网技术在在公共安全、应急救援中有着广阔的应用前景。
二、无线自组网的特点
无线自组网具有以下特点。
一是网络的无中心和自组织性，无中心是无线自组网中最大的特点，每个节点的地位是相互平等的。无线自组网可以随时随地自主建立无线通信网络，并具有快速的组网速度和很强的独立性。
二是动态变化的网络拓扑结构，在无线信道不可测的通信环境中，无线自组网的节点的发射功率可变，且能够任意移动、加入或退出网络，导致网络的拓扑结构随时可能发生变化，这样也为无线自组网路由策略的实现提出要求。
三是无线多跳传输，无线自组网采用无线传输技术，由于节点发射功率的限制，当相距较远时，通信需要中间节点的转发。通过使用多跳传输，节点可以使用较小的发射功率，从而达到节省能量，延长电池工作的目的。
三、自主开发的无线自组网协议关键技术
1. 路由表的更新及维护
路由表中没有的路由项，主要使用跳数和信号强度来比较路由的好坏。具体规则为：当信号强度的电平值小于0x32时，认为该条路由不能保证可靠传输数据;当信号强度的电平值超过0x32时，在相同目的地址条件下比较跳数度量值，将跳数较大的路由舍弃，保留跳数较小的路由。
当节点N新加入网络时，向相邻节点B、C、D发送路由请求，B、C、D收到路由请求时将本机路由表发至节点N，对于同一源地址，但路径不同的路由，首先将信号强度电平值未达到0x32的路径丢弃，然后筛选跳数小的路由。跳数相同的路径再比较信号强度。对路由表中已有的路由项，当接收到的响应报文源节点地址相同时，更新该路由的生存时间。当路由表中没有发送数据的目的节点地址时，使用按需分配机制建立路由。
2.路由节点生存状态更新
当节点B未宕掉之前，与B相邻节点C、F、G、H都能收到B的报文，收到后更新B的时间阈值并开始倒计时。以节点F为例，在上一次收到节点B的报文时将时间阈值更新为5分钟并开始倒计时，若收到节点B新的数据包时，再将时间阈值设为默认时间5分钟，若一直未收到该节点数据包，在倒计时剩余2分钟时，节点F主动发出数据包抢救节点B。若节点B有回应能力，则发出组播信号，节点F及其他相邻节点C、G、H重新将时间阈值更新为默认值;若节点B一直没有回应，则判定当前路由不再有效，更新节点B的生存状态值。路由的更新除了开机后组播更新整个路由表，还采用事件驱动更新，当一个节点收到新加入节点的数据包时，同时广播更新一条路由，这种方式的更新能及时反映拓扑的变化，适用于网络变化缓慢的情况。
3. 路由路径的选择
该路由算法试图寻找到拥有最小路径成本的路径。路径通过一系列的请求和回复数据包被发现。源设备通过向它的所有邻接节点组播一个路由请求数据包，来请求一个目标地址的路径。当一个节点接收到组播数据包，它依次转发组播数据包。但是在转发之前，它要加上最新的连接成本，然后更新组播数据包中的成本值。这样沿着所有它通过的连接，组播数据包携带着最新的连接成本。这个过程一直持续到组播数据包到达目标设备。通过不同的节点，许多组播包都将到达目标设备。目标设备选择路径最好的数据包，然后发回一个路径答复数据包给源设备。组播包是一个单点发送数据包，它沿着中间节点的相反路径传送直到它到达原来发送请求的节点为止。一旦一条路径被创建，数据包就可以发送了。
四、无线自组网技术在通信保障中的应用
在實际应用中，本文采用433m无线模块，该模块发射速率较低，频率稳定波动小，发射功率低，能耗小，能够长时间维持设备运转。利用无线自组网系统快速创建一个全无线网络，传输语音、数据，满足部队机动作战通信需要，因此使用无线自组网技术也可以传输机房温度、湿度、电压、电流等信息。无线自组网的每一个节点同时具备中心节点和中继节点功能，作为中心节点，监控网络状态并为终端提供服务;作为中继节点，需要根据既定协议进行接受和转发数据包，在网络中，无论哪一个节点被删除都不会影响该网络的正常运行。
结束语
本文自主开发的无线自组网协议，组网结构灵活，可随时加入新节点，开发无线按需确定可靠路由协议，协议自身开销小，协议安全加密，不易受攻击，具有较好的可扩展性、可临时组网，能够满足部门需求，服务于通信保障。
参考文献：
[1]尹合林.无线宽带自组网的关键技术及应用[J].数字通信世界，2018， （012）：19-20.
[2]林磊.无线自组网技术在应急通信网络中的应用[J].黑龙江科学，2019（14）.
3.杨昕，孙智立.无线自组网和卫星网络融合的路由方法[J].移动通信， 2019， 043 （005） ： 14-20.