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航空通信NEMO(Network Mobility)环境具有移动速度快、飞行范围广、航迹不稳定等特点,直接使用传统的MIPv6或者NBSP(NEMO Basic Sopport Protocol)协议,会带来以下问题：(1)高速移动,基于网络层路由公告或者基站的接受信号强度变化的切换方案引起较大切换时延;(2)机载MR(Mobile Router)和家乡代理之间的较大距离,会增加端到端的数据传输时延。针对上述问题,本文提出一种适用于航空通信环境的路由优化方案,在飞行过程中为旅客提供和地面无差别的通信服务。论文主要内容包括如下两点：第一提出一种基于预注册的航空通信NEMO路由优化方案。飞机在基站之间进行切换会顺序经历链路层切换、网络层切换以及家乡代理注册等主要阶段。该方案的核心思想在于提前进行网络层切换以及家乡代理注册,将整个基站切换时延压缩到链路层切换时延内。区别于传统预注册方案,该方案计算飞机未来进入某一基站的概率(称为切换概率),如果切换概率大于基站阈值概率,目标基站提前分配给机载MR转交地址并完成网络层切换和家乡代理预注册。当飞机进入当前基站和目标基站重叠覆盖区域时只需完成链路层切换,即完成了整个基站的切换。此外,通过对基站和机载MR之间的路径优化降低数据传输时延。最后我们通过仿真对比验证其在切换时延、传输时延、吞吐量以及丢包率性能上的优势。第二提出一种基于RA和UNA的航空通信嵌套NEMO路由优化方案。航空通信嵌套NEMO存在三角路由问题,带来严重的数据传输时延。该方案基于MIPv6和邻居发现协议,对RA(Router Advertisement)和UNA(Unsolicited Neighbor Advertisement)消息进行优化改进,从逻辑上消除网络“嵌套性”,以此消除三角路由。此外,在rMR(root-MR)和nMR(nest-MR)之间建立双向隧道,降低数据传输时延。最后我们通过仿真证明该方案虽然在嵌套网络内部引入了一定的信令消耗,但是有效的降低了航空通信嵌套NEMO数据传输时延。