由于NEMO(Network Mobility)具有网络整体移动性,已经被广泛的应用于车联网、航空、航天等领域。航空通信环境具有移动速度快、范围大、空地链路带宽有限等特点,如果将现有的NEMO协议或者多播协议直接用于航空通信将会引起以下问题:第一,在航空通信环境中,由于飞机高速移动,基于信号强度检测的传统协议会导致切换时延过长,甚至会中断多播服务,难以保证航空多播服务的连续性。第二,由于飞机常与家乡代理之间有较大的距离以及NEMO网络的嵌套结构,会造成严重的三角路由问题,增大了多播数据的传输时延和丢包率,降低了航空通信带宽的可用率。针对以上提到的问题,论文的进行了深入的研究,主要工作内容包括以下两点:第一,针对航空通信NEMO多播服务连续性的问题,本文提出了一种基于代理的航空NEMO无缝多播切换方案。该方案对传统切换方案进行优化,通过对飞机飞行计划及飞行状态的建模计算,预测飞机下一个接入基站,通过预先缓存多播数据的方式实现移动节点无缝切换。此外,方案提出了两种切换模式:预测模式和反应模式,分别对应L2层切换完成前有充足时间进行预测的情况和L2层切换完成时预测并未完成的情况。最后,我们还建立了移动模型和分析框架,通过对方案的仿真比较,验证了本文所提出的切换方案在切换时延和切换开销方面的优越性,证明提出的方案跟适用于航空NEMO多播服务。第二,针对航空通信NEMO网络的三角路由问题,提出了基于航空多播服务的嵌套NEMO网络路由优化方案,方案分为两个过程:绑定更新过程和路由优化过程。方案中各级节点通过绑定更新过程维护一张路由信息表,记录各个移动节点地址及多播信息;在路由优化过程中,LMA代替区域内的移动节点加入对应的多播组,根据所维护的多播信息表转发多播数据,从逻辑上消除了嵌套结构,解决了三角路由问题。此外,在数据传输过程中,由于各级节点均只需要接收一份多播数据副本,一定程度上节约了带宽资源并减轻了各级节点的压力。通过仿真证明,该方案有效降低了传输时延,提高了端到端传输速度。