战术自组网下非平稳信道测量与建模

为研究城市战场环境下战术自组织网络(tactical mobile ad hoc network,TacMAN)通信节点间的信道特性,针对城区场景超短波频段展开信道测量与建模。测量结果表明,TacMAN通信场景下,多径信号存在明显的非平稳性和生灭现象。针对信道非平稳性,首先设计了一种多径识别与跟踪算法,有效地估计出多径信号的存在概率。其次,使用基于马尔科夫链的改进型抽头延迟线(tapped delay line,TDL)模型对实测数据的非平稳过程进行建模。最后基于赤池信息准则(akaike information criterion,AIC)给出了小尺度衰落的统计模型,分析表明双高斯混合分布(bimodal Gaussian mixture distribution,BGMD)和Ricean分布分别是描述模型首径与最强径幅度分布的最佳模型。论文建立的非平稳信道模型可以较好地描述TacMAN场景下信道特性,为提高相关军事通信场景下通信系统的性能提供参考。

量子遗传算法在无线自组网频率分配中的应用

论文将量子遗传算法应用于地面应急通信车辆无线自组网节点的使用频率分配,通过分析无线自组网节点频率的约束条件,建立频率分配的数学模型,并设计了使用量子遗传算法进行频率分配的的工作流程,对经典遗传算法库GALib进行扩展改进,增加了量子遗传算法的实现,通过模拟典型的无线自组网网络环境,比较经典和量子遗传算法的分配结果,量子遗传算法的分配收敛速率优于经典遗传算法,可以实现无线自组网节点频率灵活、高效的快速分配。

战术移动自组网脆弱性分析与仿真

针对战术移动自组网协议的安全性、脆弱性等问题,分析并仿真出适用于战术移动自组网的攻击方案,增强对敌方战场通信电台的控制能力,造成敌方战场通信指挥系统性能衰减甚至瘫痪。该方案从战术移动自组网的介质访问控制(media access control,MAC)层、内联网层、传输层的协议特征分析,解析战术网络电台在MAC层信道竞争接入、内联网层拓扑更新和传输层传输控制协议(transmission control protocol,TCP)的3次握手机制下存在的协议漏洞,并在NS3网络仿真平台中分层构建不同的攻击模型。该模型在内联网层解决了传统移动自组网中路由黑洞攻击不适用于战术移动自组网的问题,同时在传输层重构了TCP半连接队列机制。对比了攻击前网络性能的变化,仿真结果表明,各层实施的攻击技术都能有效降低战术移动自组网的网络性能,验证了所建攻击模型的合理性。

基于局部稳定性测度的战术移动自组织网络拓扑优化抗干扰技术研究

针对MANET组网模式下的战术无线通信网络,节点可灵活自组,通信方式多样化,但经多跳转发的传输链路易受干扰影响而导致整体路径失效,受干扰威胁较大的问题,除采用一系列物理链路级传统抗干扰手段外,还应通过控制和优化拓扑结构,提高干扰下通信系统对节点和链路失效的容忍度和网络性能恢复能力,这也是提高路由等上层协议的可用性和生存能力的基础。以复杂系统理论为指导,在图论和随机过程理论的基础上分析不同通信环境条件变化对干扰阻塞状态的影响,判别节点重要度和网络概率连通性,提出了一种基于局部稳定性测度的拓扑优化方法,用于构造高可靠网络。通过仿真实验分析,验证了该方法的有效性,可提高实际动态传播条件下的军用通信网络的抗干扰能力和自优化能力。

基于DDS战术服务框架的实现机制

传统基于注册中心的服务使用模式难以适应恶劣的战术通信环境。为了在无中心化环境中实现服务的可靠发布和按需发现,提出了一种基于数据分发服务(DDS)的战术服务框架。基于DDS订阅/发布的通信模型优化了自组网中服务发布、寻址和远程调用的实现流程与交互机制;构建了非阻塞服务接入模型,提升了服务框架的并发访问性能。