CN114302477A - 一种基于fpga的无人机自组网通信可靠性优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法，属于无人机集群网络通信技术领域。该方法执行如下步骤：1）机载路由器的转发表的建立与维护；2）IP数据报多重发送；3）低信道间干扰的IP数据报自适应转发；4）多重发送IP数据报接收。本发明利用无人机自组织通信网络中的冗余信道对携带业务数据的IP数据报进行低信道间干扰的多重发送与自适应转发方法，即使网络中的部分路由器在障碍物、电磁干扰、人为破坏等因素作用下出现工作状态不稳定甚至载机损毁的情况、致使部分网络节点失效，业务数据也可以经由多重发送、自适应转发形成的备份路由到达目的路由器，从而提高了业务数据传输的可靠性、实时性。

Description

一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法

技术领域

本发明涉及一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法，属于无人机集群网络通信技术领域。

背景技术

多架无人机集群飞行、协同工作，相比于各自为战能够完成更有价值的任务。

集群中的每架无人机都装备有传感器，用于实时采集自身状态信息、环境信息，某些情况下还要采集与任务目标相关的信息，称为业务数据。

在很多应用场景下，要求各成员无人机之间实现通信，以获得其他成员采集的业务数据，作为调整自身位置及状态、做出任务决策的依据；进而，在任务执行过程中、完成后，需要借助互相通信来汇集与任务执行过程、效果相关的业务数据。因此，在集群中各成员无人机之间建立无线通信网络、实现可靠的通信，是无人机进行集群飞行、协同工作所必须具备的功能。

如果这种无线通信网络的组建、运行不依赖于地面设备，就称为无人机自组织网络，简称无人机自组网。

在无人机自组网中，每架无人机的机载通信模块都相当于一个路由器，其功能可以被抽象为两层：控制平面、数据平面。其中，控制平面按照路由协议与网络中的其他路由器进行信息交互，获取全网链路状态、网络拓扑连接关系等信息，据此执行路由算法、形成路由表以及转发表；数据平面依据待发送/转发的IP数据报的目的地址查询转发表，得到下一跳对应的输出端口，将这个IP数据报发往查得的输出端口，经通信链路发往下一跳的目的路由器。当前主流的高性能无人机自组网中，每个路由器的控制平面功能由CPU实现，数据平面功能由FPGA实现，CPU、FPGA之间经CPU外部总线或双口RAM进行通信。

在某些应用场景下，由于障碍物、电磁干扰、人为破坏等因素的影响，无人机自组网中的部分路由器有可能出现工作状态不稳定甚至载机损毁的情况，此时故障路由器将不能继续作为可信赖的节点完成信息转发，从而导致原有的路由被打断，最终导致前级发来的待转发IP数据报得不到转发、网络出现业务数据丢失的现象。

进而，在这种情况下，即使发出丢失IP数据报的原始路由器能够感知到这个丢失事件、基于更新的路由表重发丢失的IP数据报，也将导致相关业务数据到达目的路由器的时间大幅度延后，有可能影响整个网络功能的实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法，执行如下步骤：

1)机载路由器的转发表的建立与维护；

1-1)建立M个带序号的路由表，并以其生成的先后次序赋予序号；其中，后建立的路由表在加入任何一个表项之前的筛选最优路由的过程中，任意一条路由均减少使用已经被其他条路由使用过的中间网络节点；

1-2)在机载路由器控制平面生成与步骤1-1)中的M个路由表一一对应的M个带序号的转发表，发送到数据平面的转发引擎保存待用；所述转发表的序号与转发表所对应的路由表的序号相同；

1-3)若网络状态发生了变化，且被各机载路由器基于所遵循的路由协议而感知到，功能仍然正常的机载路由器将重新建立新的路由表，并更新并存储路由表、转发表；

2)IP数据报多重发送；

2-1)选择合适的转发数量V；V由机载路由器的当前可用射频信道个数U、M及应用场景需求确定；

2-2)通过转发引擎查询所述转发表上的前V个，对即将发送IP数据报的目的IP地址进行寻址而查表得到的V个射频发送端口，并以此指向V个路由器，以此实现多重发送；

3)低信道间干扰的IP数据报自适应转发；

无人机自组网中各成员无人机携带的路由器为自身的每个接收端口提供缓冲存储区，用以缓冲接收到的IP数据报的源IP地址、目的IP地址、载荷数据特征值、最终转发端口；

当缓冲区中已用空间在总存储空间中的占比大于预设的门限时，按照先进先出原则丢弃现存最早存入的IP数据报源IP地址、目的IP地址、载荷数据特征值、最终转发端口；

某个成员无人机所携带的路由器收到需要转发的IP数据报之后，数据平面将其目的IP地址作为转发引擎的输入数据，转发引擎用这个输入数据查已有的M个转发表、在转发引擎输出侧得到M个标识指向各发送通道对应的端口；确定在识别信息缓冲区中存储的“源、目的IP地址及载荷数据特征值”组合中有多少个组合与待转发IP数据报的对应参数组合相同，相同者对应的IP数据报记为“历史多重发送IP数据报”；

遍历经由查转发表得到的各标识指向的发送通道对应的M个端口，若有空闲，则遍历各个“历史多重发送IP数据报”的最终转发端口，判断其是否就是当前空闲端口，若有一个是则在上述M个射频发送端口中寻找下一个空闲端口；若都不是则将待转发IP数据报从这个空闲端口发出去；

4)多重发送IP数据报接收；

路由器数据平面在接收IP数据报、缓冲存储区的源IP地址、目的IP地址、载荷数据特征值的同时，判断其目的IP地址是不是本机的IP地址；

若是则检索缓冲存储区、判断此前是否收到过与该IP数据报同属一组多重发送数据报的IP数据报，若是，则将此IP数据报丢弃，若否，则将解析出的载荷数据转发给应用层。

上述技术方案的改进是：步骤2-2)中只要V个射频信道可用且没有优先级更高的报文尚未发送完，就立即将待发送IP数据报分别转发到这V个射频发送端口上，由这些端口依照所遵循的射频通信协议支持的多址规则、在不产生不可接受的信道间干扰的前提下发往与这V个端口号对应的目的IP地址段指向的V个路由器。

上述技术方案的改进是：当所述识别信息缓冲区中已用空间在总存储空间中的占比大于预设的门限时，按照先进先出原则丢弃现存最早存入的IP数据报源IP地址、目的IP地址、载荷数据特征值、最终转发端口。

本发明的有益效果是：本发明基于FPGA的并行处理能力，利用无人机自组织通信网络中的冗余信道对携带业务数据的IP数据报进行低信道间干扰的多重发送与自适应转发方法，即使网络中的部分路由器在障碍物、电磁干扰、人为破坏等因素作用下出现工作状态不稳定甚至载机损毁的情况、致使部分网络节点失效，业务数据也可以经由多重发送、自适应转发形成的备份路由到达目的路由器，从而提高了业务数据传输的可靠性、实时性。

附图说明

图1是本发明是实施例的一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法流程示意图。

图2是本发明是实施例的一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法的转发表的建立与维护流程。

图3是本发明是实施例的一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法的低信道间干扰的IP数据报自适应转发流程。

图4是本发明是实施例的一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法的低信道间干扰的IP数据报自适应转发流程(CICQ交换结构)。

具体实施方式

实施例一

本实施例的一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法，如图1所示，执行如下步骤：

1)机载路由器的转发表的建立与维护；

在无人机自组网中的每架无人机所携带的路由器上支持具备非时分的多址接入能力(例如频分多址、码分多址)的射频通信协议，并且设置多个射频收发端口，其数量N不多于这种射频通信协议允许的、当前系统成本约束下可实现的低串扰信道个数的上限。

对于无人机自组网中的某个成员来说，其所携带的路由器控制平面在获得新的建立路由表所需的信息之后，运行路由算法，建立M(M≤N，具体数值结合应用场景需求予以确定)个带序号的路由表，并且这M个路由表及其建立过程具备如下特征：

首先，按照标准的路由算法建立第1个路由表，并且赋予序号1以记录其生成的先后次序。

其次，在建立第2个路由表(称为“在建路由表”)的过程中，在表中加入任何一个表项之前的筛选最优路由的子过程中，应考虑2条路由：第1条是在建路由表中与这个表项对应的、尚未选定的路由，第2条是已经建立的第1个路由表中对应于在建路由表中这个表项包含的目的IP地址(称为当前目的IP地址)所对应的路由--基于这两条定义，对于第1条路由的额外要求是，建立第1条路由时应尽可能减少使用在第2条路由中已经使用过的中间网络节点。以此为约束，按照标准的路由算法选出上述定义的第1条路由，然后据此形成包含当前目的IP地址的路由表项、将其写入在建路由表，并且赋予序号2以记录其生成的先后次序。

按照上述方法建立第1、2个路由表之后，在建立第3个路由表(称为“在建路由表”)的过程中，在表中加入任何一个表项之前的筛选最优路由的子过程中，应考虑3条路由：第1条是在建路由表中与这个表项对应的、尚未选定的路由，第2、3条是已经建立的第1、2个路由表中对应于在建路由表中这个表项包含的目的IP地址(称为当前目的IP地址)所对应的2条路由--基于这两条定义，对于第1条路由的额外要求是，建立第1条路由时应尽可能减少使用在第2、3条路由中已经使用过的中间网络节。以此为约束，按照标准的路由算法选出上述定义的第1条路由，然后据此形成包含当前目的IP地址的路由表项、将其写入在建路由表，并且赋予序号3以记录其生成的先后次序。

同理，按照上述方法建立第1、2、……、M-1个路由表之后，在建立第M个路由表(称为“在建路由表”)的过程中，在表中加入任何一个表项之前的筛选最优路由的子过程中，应考虑M条路由：第1条是在建路由表中与这个表项对应的、尚未选定的路由，第2、3、……、M条是已经建立的第1、2、……、M-1个路由表中对应于在建路由表中这个表项包含的目的IP地址(称为当前目的IP地址)所对应的M-1条路由--基于这两条定义，对于第1条路由的额外要求是，建立第1条路由时应尽可能减少使用在第2、3、……、M条路由中已经使用过的中间网络节点。以此为约束，按照标准的路由算法选出上述定义的第1条路由，然后据此形成包含当前目的IP地址的路由表项、将其写入在建路由表，并且赋予序号M以记录其生成的先后次序。

至此，完成了M个带序号的路由表的建立。

然后，路由器控制平面生成与这M个路由表一一对应的M个带序号的转发表(转发表的序号与转发表所对应的路由表的序号相同)，发送到数据平面的转发引擎，由后者保存待用。

如果网络状态发生了变化(例如不明干扰源导致某几架无人机收发信号不正常甚至发生载机损毁)并且被各路由器基于所遵循的路由协议而感知到，功能仍然正常的路由器将重新执行上述算法，更新并存储路由表、转发表。

以图2为例，本实施例的低串扰信道个数的上限N＝3，令M＝N＝3。其转发表的建立与维护流程如下，

1)持续监控网络链路状态，当网络链路状态发生变化，至步骤2)

2)J号路由器基于OSPF协议获取本网络的网络拓扑T；建立3个表项量数量为S-1的空路由表，也就是Nj＝1、2、3的路由表；

3)J号路由器基于OSPF协议填充完Nj号路由表的路由表项、形成对应的转发表，其间额外记录与路由表各路由表项对应的各条最优路由；

4)J号路由器将Kj号最优路由中除源、目的节点之外的W个中间节点集X从网络拓扑T中删除、形成Tj号中间网络拓扑，保留网络拓扑T的备份，Tj＝Tj+1，Nj＝Nj+1；

5)判断能否基于dijsktra算法在Tj号中间网络拓扑上形成新的Kj号最优路由，是则步骤10)；否则步骤6)；

6)将中间节点集X的第H个节点加回Tj号中间网络拓扑，H0＝H；再次判断能否基于dijsktra算法在Tj号中间网络拓扑上形成新的Kj号最优路由，是则步骤10)，否则步骤7)

7)将中间节点集X的第H+1个节点加回Tj号中间网络拓扑，再次判断能否基于dijsktra算法在Tj号中间网络拓扑上形成新的Kj号最优路由，是则步骤10)，否则步骤8)；

8)将第H+1个节点从中间网络中删除，H＝H+1,再判断H+1是否等于W，是则步骤14)，否则步骤7)；

9)将Nj号至3号路由表的Kj路由表项指向Null0端口，至步骤12)；

10)基于这条最优路由生成Nj号路由表的Kj号路由表项，H＝1，判断Nj是否等于3，是则步骤12)，否则步骤11)；

11)J号路由器将Kj号最优路由中除源、目的节点之外的W个中间节点集X从Tj号中间网络拓扑中删除、形成Tj+1号中间网络拓扑，Tj＝Tj+1，Nj＝Nj+1，至步骤5)；

12)Tj＝1，Nj＝1，判断Kj是否等于S-1，是Kj＝1步骤13)，否Kj＝Kj+1，至步骤4)；

13)判断J是否等于S，是则J＝1，至步骤1)，否则J＝J+1，至步骤3)。

14)将前述第H0个节点从中间网络中删除，H＝H0+1，然后判断H是否等于W，是则步骤12)，否则步骤6)。

其中，变量S是自然数，其值是参与无人机自组网的无人机架数，本实施例中路由表的建立过程中不考虑S的变化，路由表建立之后在基于OSPF协议检测到网络拓扑发生变化(其中包括S的变化)时重新如附图2建立3个路由表。变量J是自然数，用于标记实施例中的第J个机载路由器，初始化值是1，最大值是S；变量Kj的角标j的值与J相同，Kj是自然数，作为序号用于标记对应于第J个机载路由器的其它S-1个机载路由器，也作为序号用于标记与这S-1个路由器在M个路由表中各自对应的路由表项，初始化值是1，最大值是S-1；变量Tj的角标j的值与J相同，Tj是自然数，作为序号用于标记第J个机载路由器在建立对应于其它S-1个机载路由器的最优路由的过程中所依据的中间网络拓扑，初始化值是1，最大值是M。变量Nj的角标j的值与J相同，Nj是自然数，作为序号用于标记对应于第J个机载路由器的路由表，初始化值是1，最大值是M。实际执行过程中，Nj＝Tj。变量H是自然数，作为序号用于标记机载路由器在建立M个路由表的过程中删除的任一条最优路由的W个中间节点集(标记为X)中的某个中间节点，初始化值是1，最大值是S-2。变量H0用于暂存H的中间值。

2)低信道间干扰的IP数据报多重发送

数据平面在存储完上述M个转发表之后，当某架无人机需要向网络中另一架无人机发送由本机机载传感器采集的业务数据时，首先确认本机机载路由器当前可用的射频信道个数U，然后以M、U中的较小者为上限，结合应用场景需求而确定一个合适的数量V(具体算法因应用场景需求而异，)，然后依据前述转发表的建立与维护过程中生成M个转发表时记录的转发表序号，从M个转发表中选出较早生成的V个，由转发引擎查这V个转发表、对即将发送IP数据报的目的IP地址进行寻址而查表得到的V个射频发送端口，只要V个射频信道可用且没有优先级更高的报文尚未发送完，就立即将待发送IP数据报分别转发到这V个射频发送端口上，由这些端口依照所遵循的射频通信协议支持的多址规则、在不产生不可接受的信道间干扰的前提下发往与这V个端口号对应的目的IP地址段指向的V个路由器。

实现了对本机机载传感器采集数据的低信道间干扰的多重发送方法。这V个携带相同的业务数据、经由不同信道发出的IP数据报称为一组“多重发送的IP数据报”。

如前所述，M＝N＝3，数据平面在存储完上述3个转发表之后，当某架无人机需要将机载传感器采集的业务数据发送到网络中另一架无人机时，数据平面将目的无人机的IP地址作为CICQ交换结构的输入数据，在CICQ交换结构的输出侧得到指向3个发送通道的指示，然后数据平面在任何1个WiFi信道可用的时候将待发送IP数据报发送到这个信道对应的WiFi收发模块的发送通道输入端口上，由这些端口即刻在自己所分配的信道中发往与端口号对应的目的IP地址段指向的路由器。

3)低信道间干扰的IP数据报自适应转发

无人机自组网中各成员无人机携带的路由器为自身的每个接收端口提供缓冲存储区(称为识别信息缓冲区)，用以缓冲适合具体应用场景需求的、一定数量的、接收到的IP数据报的源IP地址、目的IP地址、最终转发端口、载荷数据特征值--这个载荷数据特征值由数据平面在接收、解析IP数据报的过程中产生，用于在应用场景允许的误差范围内实现对接收到的各IP数据报携带的载荷数据段进行区分。当缓冲区中已用空间在总存储空间中的占比大于预设的门限时，按照先进先出原则丢弃现存最早存入的IP数据报源IP地址、目的IP地址、IP数据报的载荷数据特征值。

对于进入某路由器的任何一个需要转发的IP数据报，如图3所述，将其转发到选定的信道，其流程如下，

1)路由器收到1个需要转发的IP数据报D，数据平面将其目的IP地址作为转发引擎的输入数据，转发引擎用这个输入数据查已有的M个转发表、在转发引擎输出侧得到M个标识指向各发送通道，M个标识的序号F与M个转发表的生成序号相同，F初始化为1；

2)确定在识别信息缓冲区中存储的源、目的IP地址及载荷数据特征值中有多少与IP数据报D的对应参数组合相同，相同者对应的IP数据报记为“历史多重发送IP数据报”，其个数记为E，序号为En，En初始化为1；

3)令转发引擎输出侧的发送通道标识的序号F＝1；

4)判断第F号标识指示的发送通道对应信道是否空闲，是则步骤6)，否则步骤5)；

5)判断F是否等于M，是则步骤3)，否则F＝F+1，步骤4)；

6)判断E是否等于0，是则步骤9)，否则En＝1，步骤7)；

7)判断当前空闲的信道已经被第En号历史多重发送IP数据报是否使用过，是则F＝F+1，步骤4)，否则步骤8)；

8)判断En是否等于E，是则步骤9)，否则En＝En+1，步骤7)；

9)将IP数据报D从这个空闲信道发出去，步骤1)。

本实施例中无人机自组网中各成员无人机携带的路由器在FPGA中用内置RAM为每个接收端口提供缓冲存储区(称为识别信息缓冲区)，用以缓冲128个接收到的IP数据报的源IP地址、目的IP地址、最终转发端口、载荷数据特征值。当缓冲区中存储的IP数据报信息组数大于120时，按照先进先出原则丢弃现存最早存入的IP数据报源IP地址、目的IP地址、IP数据报的载荷数据特征值。

本实施例中的这个载荷数据特征值在接收、解析IP数据报的过程中产生，其值为IP数据报载荷数据的CRC-32校验和，由FPGA实时计算得到。如果IP数据报载荷数据长度不足32bit，则以伪随机数序列予以补足，伪随机数序列由FPGA用线性反馈移位寄存器方式实时产生、实时更新。对于进入某路由器的任何一个需要转发的IP数据报，按照附图4所述流程，将其转发到选定的的信道。

4)多重发送IP数据报接收

路由器数据平面在接收IP数据报、缓冲存储其的源IP地址、目的IP地址、载荷数据特征值的同时，判断其目的IP地址是不是本机的IP地址，若是则检索识别信息缓冲区、判断此前是否收到过与这个IP数据报同属一组多重发送数据报的IP数据报，若是，则将此IP数据报丢弃，若否，则将解析出的载荷数据转发给应用层。

本实施例中参与组网的各无人机机载路由器的结构、功能是相同的，CPU负责实现控制平面的算法，FPGA负责实现数据平面的算法。CPU经总线连接FPGA，FPGA内置3个并行运行的WiFi控制模块以分别对外连接3个WiFi收发模块，FPGA内置1个摄像头控制模块以对外连接机载摄像头模块，FPGA实现交换矩阵模块，作为各路业务信息在各通道之间进行交换的中枢。

目前中等及以上配置的摄像头模块内置的SOC都自带ISP(图像信号处理器)模块、视频压缩模块、功能完备的主控模块，能够自主完成3A(自动聚焦、自动曝光、自动白平衡)、降噪、HDR等基本成像优化功能和视频压缩功能，不需FPGA内置的摄像头控制模块进行干预，可以直接输出经图像质量优化的、压缩后的视频数据流。

摄像头控制模块经CPU总线接收CPU下发的配置信息、向CPU上传摄像头模块的状态信息，按照摄像头模块要求的控制接口信号时序提供控制信号序列，经云台实现对摄像头指向及指向稳定性的控制；摄像头控制模块从摄像头模块获取压缩后的视频数据流作为业务信息以提供给交换矩阵模块，获取摄像头模块状态信息以提供给CPU。

WiFi控制模块经CPU总线接收CPU下发的配置信息、向CPU上传WiFi收发模块的状态信息，按照WiFi收发模块的控制接口时序提供控制信号序列，控制所负责的WiFi收发模块工作的频段、信道以及发射功率；从WiFi收发模块的接收通道获取其他无人机发来的组网信息并转发给CPU，获取其他无人机发来的业务信息并转发给交换矩阵模块；从CPU获取组网信息并转发给WiFi收发模块的发送通道，从交换矩阵模块获取业务信息并转发给WiFi收发模块的发送通道。

交换矩阵模块在FPGA中位于各模块的中央位置，在路由器中负责查转发表进而依据转发表内容对来自WiFi控制模块接收通道、摄像机控制模块的各路业务信息进行转发，转发目的地是各WiFi控制模块的发送通道。交换矩阵核心功能采用基于FPGA的CICQ(Combined Input-Crosspoint Queueing)交换结构。

每个WiFi收发模块的核心都是一片WiFi收发SOC芯片(例如TI的CC3200)，其中内置完整的WiFi网络处理器，可以实现从业务信息到WiFi射频信号之间的双向转换。由CPU经过WiFi控制模块对3个WiFi收发模块做的配置使它们分别工作在2.4GHz WiFi频段的第1、6、11信道，从而以频分多址模式实现3个并行运行、低信道间串扰的多址接入信道。

本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法，其特征在于, 执行如下步骤：

1）机载路由器的转发表的建立与维护；

1-1）建立M个带序号的路由表，并以其生成的先后次序赋予序号；其中，后建立的路由表在加入任何一个表项之前的筛选最优路由的过程中，任意一条路由均减少使用已经被其他条路由使用过的中间网络节点；

1-2）在机载路由器控制平面生成与步骤1-1）中的M个路由表一一对应的M个带序号的转发表，发送到数据平面的转发引擎保存待用；所述转发表的序号与转发表所对应的路由表的序号相同；

1-3）若网络状态发生了变化，且被各机载路由器基于所遵循的路由协议而感知到，功能仍然正常的机载路由器将重新建立新的路由表，并更新并存储路由表、转发表；

2）IP数据报多重发送；

2-1)选择合适的转发数量V；V由机载路由器的当前可用射频信道个数U、M及应用场景需求确定；

2-2）通过转发引擎查询所述转发表上的前V个，对即将发送IP数据报的目的IP地址进行寻址而查表得到的V个射频发送端口，并以此指向V个机载路由器，以此实现多重发送；

3）低信道间干扰的IP数据报自适应转发；

无人机自组网中各成员无人机携带的机载路由器为自身的每个接收端口提供识别信息缓冲区，用以缓冲接收到的IP数据报的源IP地址、目的IP地址、载荷数据特征值、最终转发端口；

当任一成员无人机所携带的机载路由器在收到待转发的IP数据报，所述机载路由器的数据平面将其目的IP地址作为转发引擎的输入数据，转发引擎用所述输入数据查询所述M个带序号的转发表、在转发引擎输出侧得到M个标识指向各发送通道对应的射频发送端口；并找出在识别信息缓冲区中的历史多重发送IP数据报；所述历史多重发送IP数据报为与所述待转发的IP数据报的报源IP地址、目的IP地址及载荷数据特征值组合相同的IP数据报；

遍历经由查转发表得到的各标识指向的发送通道对应的M个射频发送端口，若有空闲，则遍历各历史多重发送IP数据报的最终转发端口，判断其是否就是当前空闲端口若有一个是则在上述M个射频发送端口中寻找下一个空闲端口；若都不是则将待转发IP数据报从这个空闲端口发出去；

4）多重发送IP数据报接收；

所述数据平面在接收IP数据报、缓冲存储区的源IP地址、目的IP地址、载荷数据特征值的同时，判断其目的IP地址是不是本机的IP地址；

若是则检索本机的识别信息缓冲区，判断此前是否收到过与该IP数据报同属一组多重发送数据报的IP数据报，若是，则将此IP数据报丢弃，若否，则将解析出的载荷数据转发给应用层。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法，其特征在于：步骤2-2）中只要V个射频信道可用且没有优先级更高的报文尚未发送完，就立即将待发送IP数据报分别转发到这V个射频发送端口上，由这些端口依照所遵循的射频通信协议支持的多址规则、在不产生不可接受的信道间干扰的前提下发往与这V个端口号对应的目的IP地址段指向的V个路由器。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的无人机自组网通信可靠性优化方法，其特征在于：当所述识别信息缓冲区中已用空间在总存储空间中的占比大于预设的门限时，按照先进先出原则丢弃现存最早存入的IP数据报源IP地址、目的IP地址、载荷数据特征值、最终转发端口。

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