【正文】 指揮所等不同場(chǎng)合 . b)傳感網(wǎng)絡(luò) . 傳感網(wǎng)絡(luò)是 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的另一領(lǐng)域 .傳感器的發(fā)射功率很小 ,大量地理分散的傳感器通過(guò) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成網(wǎng)絡(luò) ,可以實(shí)現(xiàn)傳感器之間以及與控制中心之間的通信 .傳感網(wǎng)絡(luò)中 ,節(jié)點(diǎn)不僅能夠協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)通信 ,還可以監(jiān)測(cè)本地環(huán)境的變化 ,收集和處理相關(guān)的傳感信息 ,這種網(wǎng)絡(luò)具有非常廣闊的應(yīng)用前景 . c)緊急和突發(fā)場(chǎng)合 . 在發(fā)生洪水、地震后 ,有線通信設(shè)施很可能因遭受破壞而無(wú)法正常通信 ,通過(guò) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)可以快速地建立應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò) ,保證救援工作的順利進(jìn)行 ,完成緊急通 信需求任務(wù) . d)偏遠(yuǎn)野外郊區(qū) . Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)可以用于偏遠(yuǎn)或不發(fā)達(dá)地區(qū)通信 .在這些地區(qū) ,由于造價(jià)、地理環(huán)境等原因往往沒(méi)有有線通信設(shè)施 ,Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)可以解決這些環(huán)境中的通信問(wèn)題 . e)臨時(shí)場(chǎng)合 . Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)還可以用于臨時(shí)的通信需求 ,如商務(wù)會(huì)議中需要參會(huì)人員之間互相通信交流 ,在現(xiàn)有的有線通信系統(tǒng)不能滿足通信需求的情況下 ,可以通過(guò) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成通信任務(wù) ,并可免去布線和部署網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作 . a)蜂窩系統(tǒng) 蜂窩系統(tǒng)是覆蓋范圍最廣的陸地公用移動(dòng)通信系統(tǒng) .在蜂窩系 統(tǒng)中 ,覆蓋區(qū)域一般被劃分為類似蜂窩的多個(gè)小區(qū) .每個(gè)小區(qū)內(nèi)設(shè)置固定的基站 ,為用戶提供接入和信息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù) .移動(dòng)用戶之間以及移動(dòng)用戶和非移動(dòng)用戶之間的通信均需通過(guò)基站進(jìn)行 .基站則一般通過(guò)有線線路連接到主要由交換機(jī)構(gòu)成的骨干交換網(wǎng)絡(luò) .蜂窩系統(tǒng)是一種有連接網(wǎng)絡(luò) ,一旦一個(gè)信道被分配給某個(gè)用戶 ,通常此信道可一直被此用戶使用 .蜂窩系統(tǒng)一般用于語(yǔ)音通信 . b)集群系統(tǒng) 集群系統(tǒng)與蜂窩系統(tǒng)類似 ,也是一種有連接的網(wǎng)絡(luò) ,一般屬于專用網(wǎng)絡(luò) ,規(guī)模不大 ,主要為移動(dòng)用戶提供語(yǔ)音通信 . c)衛(wèi)星通信系統(tǒng) 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的通信范圍最廣 ,可以 為全球每個(gè)角落的用戶提供通信服務(wù) .在此系統(tǒng)中 ,衛(wèi)星起著與基站類似的功能 .衛(wèi)星通信系統(tǒng)按衛(wèi)星所處位置可分為靜止軌道、中軌道和低軌道 3種 .衛(wèi)星通信系統(tǒng)存在成本高、傳輸延時(shí)大、傳輸帶寬有限等不足 . 上述移動(dòng)通信系統(tǒng)都需要依托于固定通信基礎(chǔ)設(shè)施的支持 ,如基站、交換機(jī)、衛(wèi)星等 ,因此成本比較高 ,同時(shí)建設(shè)的周期也長(zhǎng) .Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)不需要基站的支持 ,由主機(jī)自己組網(wǎng) ,因此 ,網(wǎng)絡(luò)建立的成本低 ,同時(shí)時(shí)間短 ,一般只要幾秒鐘或幾分鐘 .上述通信系統(tǒng)中 ,移動(dòng)終端之間并不直接通信 ,并且移動(dòng)終端只具備收發(fā)功能 ,不具備轉(zhuǎn)發(fā)功能 .而 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)由移動(dòng)主機(jī)構(gòu)成 ,移動(dòng)主機(jī)之間可以直接通信 ,而移動(dòng)主機(jī)不僅收發(fā)數(shù)據(jù) ,同時(shí)還轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) .此外 ,目前的移動(dòng)通信系統(tǒng)主要為用戶提供語(yǔ)音通信功能 ,通常采用電路交換 ,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定 .而 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)使用分組轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù) ,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易于變化 . Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的特性決定了管理上比有線網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜許多 ,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化 ,要求網(wǎng)絡(luò)管理也是動(dòng)態(tài)自動(dòng)配置 .而且要考慮到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)本身的限制 ,例如能源有限、鏈路狀態(tài)變化和有限的存儲(chǔ)能力等 ,因此 ,需要為 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)專門的協(xié)議和技術(shù) . 綜合而言 ,主要體現(xiàn)在以下幾方面 : a) 物理層自適應(yīng)技術(shù) 自組織網(wǎng)絡(luò)鏈路層設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在相對(duì)小的能量條件下 ,使得數(shù)據(jù)速率接近最基本的信道容量 .如何充分利用有限的帶寬、能量資源 ,最大化網(wǎng)絡(luò)的吞吐量 ,最小化能量的消耗 ,將是鏈路自適應(yīng)技術(shù)要解決的問(wèn)題 . b) 信道接入技術(shù) 信道接入技術(shù)是 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ) .它控制著節(jié)點(diǎn)如何接入無(wú)線信道 ,對(duì) Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的性能起著決定性的作用 .Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信道不同于普通網(wǎng)絡(luò)的共享廣播信道 ,它是多跳共享的多點(diǎn)信道 ,此外 ,還存在隱藏節(jié)點(diǎn)和暴露節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題 ,因此必須設(shè) 計(jì)專門的信道接入技術(shù)才能夠解決 . c) 路由協(xié)議 路由協(xié)議主要實(shí)現(xiàn)對(duì)多跳路由協(xié)議的支持 ,是 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分 . d) 安全問(wèn)題 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)之一就是安全性差 ,易受竊聽(tīng)和攻擊 .因此必須研究適用于 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的安全體系結(jié)構(gòu)和安全技術(shù) . e ) 網(wǎng)絡(luò)管理 網(wǎng)絡(luò)管理范圍較廣 ,包括 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)發(fā)現(xiàn)、移動(dòng)性管理、地址管理、服務(wù)管理等 .因此必須有相應(yīng)的機(jī)制解決節(jié)點(diǎn)定位、地址自配置問(wèn)題 . 多址接入技術(shù)簡(jiǎn)介 多址技術(shù)的概念和問(wèn)題的本質(zhì) 多址技術(shù)一直都是無(wú)線通信的關(guān) 鍵技術(shù)之一 ,甚至是移動(dòng)通信換代的一個(gè)重要標(biāo)志 .多址技術(shù)所要解決問(wèn)題的特點(diǎn)是 :通信 (子 )網(wǎng)中的登記用戶數(shù)常常遠(yuǎn)大于同一時(shí)刻實(shí)際請(qǐng)求服務(wù)的用戶數(shù) .其實(shí)就是研究如何將有限的通信資源在多個(gè)用戶之間進(jìn)行有效的切割與分配 ,在保證多用戶之間通信質(zhì)量的同時(shí)盡可能地降低系統(tǒng)的復(fù)雜度并獲得較高系統(tǒng)容量的一門技術(shù) .其中對(duì)通信資源的切割與分配也就是對(duì)多維無(wú)線信號(hào)空間的劃分 ,在不同的維上進(jìn)行不同的劃分就對(duì)應(yīng)著不同的多址技術(shù) .常見(jiàn)的維有信號(hào)的時(shí)域、頻域和空域 ,此外還有信號(hào)的各種擴(kuò)展維 .信號(hào)空間劃分的目標(biāo)是要使得各用戶的無(wú)線信號(hào)之間在所 劃分的維上達(dá)到正交 ,這樣這些用戶就可以共享有限的通信資源而不會(huì)相互干擾 .如式 1所示 ,其中 Si和 Sj分別為對(duì)應(yīng)于用戶 i和 j的無(wú)線信號(hào) 。 d) 協(xié)議要盡可能地避免信道的碰撞和不必要的空閑 ,同時(shí)減小控制開(kāi)銷 ,提高對(duì)信道的利用率 . 基于 adhoc網(wǎng)絡(luò)多址接入技術(shù)的提出背景和應(yīng)用發(fā)展 自從最早的 ALOHA系統(tǒng)誕生以來(lái) ,AdHoc網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)經(jīng)歷了 30多年的發(fā)展歷程 .以往 ,AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究重點(diǎn)主要集中在路由問(wèn)題 ,對(duì) MAC 協(xié)議的研究是近年來(lái)的熱點(diǎn) .早期的 AdHoc網(wǎng)絡(luò)采用的多址接入?yún)f(xié)議主要是 ALOHA協(xié)議或 CSMA(carrier sense multiple access)協(xié)議 .但是 ,隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 ,無(wú)論是 ALOHA協(xié)議還是 CSMA協(xié)議都顯得有些力不從心 .下面 ,就CSMA協(xié)議存在的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析 . a) CSMA協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)吞吐量與歸一化的載波檢測(cè)時(shí)延密切相關(guān) ,歸一化的載波檢測(cè)時(shí)延公式如下 : β=τ碩士學(xué)位論文 (僅供參考 )基于 adhoc網(wǎng)絡(luò)多址接入技術(shù)的超短波無(wú)線通信系統(tǒng)的研究 院系 : 信息與工程學(xué)院 專業(yè) :電子與通信 摘要 …1 Abstract…2 引言 …3 緒論 4 研究背景 …4 超短波無(wú)線通信的發(fā)展現(xiàn)狀 …4 超短波無(wú)線通信協(xié)議的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 …4 實(shí)現(xiàn)超短波無(wú)線通信多址接入的關(guān)鍵技術(shù) ……………… 4 基于 adhoc網(wǎng)絡(luò)多址接入技術(shù)的提出背景和應(yīng)用發(fā)展 …5 論文的主要工作 …7 adhoc網(wǎng)絡(luò)和多址接入技術(shù)概述 7 adhoc網(wǎng)絡(luò)概述 7 adhoc網(wǎng)絡(luò)的概念 …7 adhoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) …7 adhoc網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求 …8 adhoc網(wǎng)絡(luò)與其它移動(dòng)通信系統(tǒng)的比較 …9 adhoc網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù) …10 多址接入技術(shù)簡(jiǎn)介 10 多址接入技術(shù)的概念和問(wèn)題的本質(zhì) …10 頻分多址 (FDMA)11 時(shí)分多址 (TDMA)11 空分多址 (SDMA)12 擴(kuò)頻多址 (SSMA)/碼分多址 (CDMA)12 分組無(wú)線電 (PR)/隨機(jī)多址 (RA)12 目前使用的幾種時(shí)分 多址接入技術(shù)比較 14 DTDMA技術(shù) …14 PRMA/TDD技術(shù) …18 SOTDMA技術(shù) …19 SOTDMA技術(shù)用于目前超短波無(wú)線通信的可行性 ……………………20 基于 SOTDMA技術(shù)的超短波無(wú)線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) ………… 21 時(shí)隙選擇策略 …21 自組織接入技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)登陸步驟 …22 時(shí)隙沖突分析 …23 基于 SOTDMA技術(shù)的超短波無(wú)線通信系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例 ……24 目前一般超短波電臺(tái)的相關(guān)性能指標(biāo) 24 采用 SOTDMA技術(shù) 進(jìn)行超短波無(wú)線通信組網(wǎng)的相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì) ………25 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真 25 設(shè)計(jì)工具的選擇 …25 用于通信系統(tǒng)性能仿真的代碼實(shí)現(xiàn) …26 仿真結(jié)果分析 …30 結(jié)束語(yǔ) 32 參考文獻(xiàn) …33 后記 …34 摘要本文從我軍現(xiàn)階段超短波無(wú)線通信系統(tǒng)的應(yīng)用需求和現(xiàn)狀出發(fā) ,通過(guò)對(duì) Adhoc 網(wǎng)絡(luò)和多址接入技術(shù)原理的闡述及分析 ,提出了一種基于 Adhoc 網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)預(yù)約的 TDMA 協(xié)議 ,并將該協(xié)議應(yīng)用于我軍目前使用的超短波電臺(tái)之中 .這一類動(dòng)態(tài)預(yù)約的 TDMA協(xié)議包括了自組織時(shí)分多址技術(shù) SOTDMA、 DTDMA以及 PRMA/TDD等協(xié)議 ,本文通過(guò)對(duì)以上幾種協(xié)議的研究和比較 ,最終采用 SOTDMA在超短波通信中的實(shí)際應(yīng)用作為研究背景 .本文重點(diǎn)對(duì) SOTDMA時(shí)隙選擇策略、自組織接入技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)登錄步驟以及時(shí)隙沖突進(jìn)行了研究和分析 ,并結(jié)合超短波跳頻電臺(tái)本身的性能特點(diǎn) ,對(duì)采用 SOTDMA 技術(shù)組成的通信網(wǎng)絡(luò)在不同條件下出現(xiàn)的時(shí)隙碰撞概率等動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行計(jì)算和仿真 .研究表明 ,超短波跳頻電臺(tái)采用 SOTDMA 協(xié)議后組成的通信網(wǎng)絡(luò)具有信道阻塞率較低、發(fā)信成功率較高的良好性能 .最后 ,本文對(duì) SOTDMA技術(shù)在新一代戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng) 中的使用進(jìn)行了總結(jié)和展望 . 關(guān)鍵詞 :Adhoc網(wǎng)絡(luò)、多址接入技術(shù)、超短波通信 中圖分類號(hào) :TN92 Abstract According to the demand and present state of the wireless munication system on VHF for the army, this paper advanced a dynamic TDMA protocol based on Adhoc and applied it to the VHF radio, by analysing and studying the theory of the Adhoc work and the multipleaddress access. In this paper, the paper toke the practical application of the SOTDMA in the VHF munications as the research background by parativing and studying many protocols, such as SOTDMA、DTDMA and PRMA/TDD. This paper mainly analysed and studied the SOTDMA in timeslot selection strategy, selfanization access, logging on procedure and the timeslot collision. Considering the characteristics of the VHF radio, to emulate and calculate some dynamic performances such as timeslot impact probability in the varied conditions of munication work which adopted SOTDMA . From the study, the munication work which adopted SOTDMA will be with low channel choke rate and high transmitting mission success rate. Eventually, this paper summarized and prospected the further application of the SOTDMA in the new tactic . Keywords:Adhoc work、 the multipleaddress access、 VHF Classification Code:TN92 引言近年來(lái) ,隨著新軍事變革理論與實(shí)踐的不斷發(fā)展 ,戰(zhàn)爭(zhēng)從以武器平臺(tái)為中心逐漸轉(zhuǎn)化為以網(wǎng)絡(luò)為中心的 ,因此 ,與信息化作戰(zhàn)相適應(yīng)的 C4ISR 系統(tǒng)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的地位和作用越來(lái)越重要 .但現(xiàn)役的通信系統(tǒng)仍以 CSMA協(xié)議和 TDMA時(shí)分多址協(xié)議為主要工作方式 ,以靜態(tài)路由方式實(shí)現(xiàn)通信組網(wǎng) ,很難滿足武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)特點(diǎn)和需求 ,在 山中通、動(dòng)中通、抗中通 的問(wèn)題上比較突出 .特別是超短波無(wú)線通信受限于設(shè)備本身傳輸速率低、信道 帶寬窄的特點(diǎn) ,不適合動(dòng)態(tài)路由的技術(shù)應(yīng)用 .隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步 ,新一代 VHF 通信設(shè)備的傳輸能力有了較大的提高 .在此基礎(chǔ)上 ,本文作者通過(guò)對(duì) Adhoc