水下无线通信组网的关键技术研究（可复制论文）.pdf

摘要随着海军和海防的发展,舰艇编队已成为现代海战中执行复杂任务的重要形式,点对点的小范围通信难以满足水下多节点的通信需求,迫切需要研究和建立水下通信自组织网以满足海军现代化建设的需要。水下通信自组织网是水下通信的重要内容和研究方向,也是舰艇编队通信迫切需要的关键技术。本文针对舰艇编队通信的应用,研究了水下通信自组织网的关键技术,构建了水下自组织网的分布结构,确立了水下自组织网的通信协议和网络安全威胁问题。论文主要研究分析了水下通信网各个节点的技术特性,并基于无线白组织网的研究,构建了水下通信自组织网的分层分布式结构和平面式结构,确定了自组织网节点内部的协议栈和自组织网的路由表结构,为水中大型编队非平等节点和小型编队平等节点的通信提供了网络形式。针对多个节点同时发送数据包时,自组织网媒体接入控制协议的协议冲突频繁、信道利用率不高的问题,提出了一种优先媒体优先接入控制协议8眯椴捎眯畔⒅匾P员曛径员炔呗裕Vち酥匾P畔⒌优先传输,解决了信道冲突问题,提高了重要信息的信道利用率。研究了水下自组织网的路由算法,提出了一种水下多路径选择按需距离向量算法盟惴ú捎枚嘟诘懵酚汕谢换疲谝惶趿绰肥Ш笾接选用备用节点构成新链路来传输数据包,缩短了维护时间,并减少了数据包的丢失,提高了目前比较成熟的按需距离矢量路由算法的性能。分析和研究了水下自组织网的安全威胁因素,针对人工威胁的侦听、攻击、冒充和自然干扰威胁,给出了水下白组织网安全维护的两种措施。通过对路由信息加密,避免了侦听,保证了人为攻击情况下的路由安全。通过身份信息询问认证,可辨认人为冒充和自然干扰,保证了网络安全。基于砑⑺峦ㄐ抛宰橹惴抡婺P停抡媪怂自组织网的网络结构、节点内部协议栈、楹吐酚伤惴ǎ约巴绨踩ā得到了水下通信自组织网的信道利用率等指标。研究结果为水下通信自组织网的研究和应用提供了依据,为舰艇编队水下通信提供了途径。关键词:水下通信,自组织网,
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况下,水下潜艇与舰艇、唧、浮标之间要建立起一个可靠的通信网络时,除第一章绪论自组织网来自于世纪年代美国国防部船灾餮芯康恼匠』肪诚研究背景络来传输信息。,舰艇编队已成为现代海战中执行复杂任务的重要形式,点对点的小范围通信难以满足水下多节点的通信需求,迫切需要研究和建立水下通信自组织网以满足海军现代化建设的需要。因此建立水下多节点的网络通信已成为下一步急需解决的问题。但一般的通信的网络都是有中心的,要基于预设的网络设施才能运行【,例如:蜂窝移动通信要有基站的支持,无线局域网一般也工作在有接入点和有线骨干网的模式下。但在水声环境情浮标外,其余各个节点都是随机移动的。这些节点在水下建立的网络最大的特点就是:动态拓扑——即网络中的节点可以任意移动,因此,网络的拓扑结构也可能会发生变化。由于水下节点的移动性很强,尤其是带有军事任务情况的节点移动随机性更大。而在广阔无边的大海不可能到处建立基础设施,因此水下节点艇等耐ㄐ啪臀薹ūU稀】。当节点处在没有基础设施的区域内,节点只有自己建立一种不需要基础设旌的通信网络才能保证通信的正常。所以建立水下通信网络主要是把原有的成熟网络和自组织网相结合,在有固定节点的区域仍然使用浮标等设施转发信息,在没有基础设施的区域各个移动节点自行建立临时的通信网基于,际醯模ǚ植际娇刂频姆肿槲尴咄V饕Q芯咳绾谓玃錏成果加以扩展,以支持更大规模的网络,开发能够适应战场快速变化环境下的自适应网络。这种网络在一些特殊要求的场合,比如浩瀚的海面,抗洪抢险的地区,地形勘测,移动办公和大型户外活动等,临时增加固定网络设备将是无谓的浪费,因为这些场合只在一段时间内需要网络的支持,而对于水下环境和大型机构等场所,建立固定设施的难度较大,并且在进行改造和部门调整时原有的有线网络将带来极大的麻烦。如何建立一种能适应现代化战争的发展需要,保证准确而及时地获得战场信息的网络成为战争取胜的重要因素,同时网络应协调各兵种和各部队的协同作战,并