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战术互联网分簇路由协议与仿真研究

作　者: 何兆祥
导　师: 吴迪
学　校: 大连理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 战术互联网分簇算法 FSR协议模拟仿真想定作业
分类号: E96
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 252次
引　用: 1次
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内容摘要

移动Ad hoc网络是由一组自主的无线节点或终端相互合作而形成的，独立于固定的基础设施和采用分布式管理的网络，是一种自创造、自组织和自管理无线网络。 Ad hoc网络在战场指挥通信等领域有着广泛的应用前景，其中最为典型的例子的就是战术互联网(Tactical Internet，TI)。但在目前关于战术互联网的研究中，无论是分簇、路由协议设计还是仿真评估都没有突出战场环境这一关键因素，把战术互联网等同于普通的Ad hoc网络。本文的研究工作围绕适用于战术互联网的特点的分簇路由协议及仿真方法展开。以此为核心主要完成了以下工作。 (1)分析研究了战术互联网的特点和构成。基本战术单元是战术互联网中的组成节点。按照不同的建制单位自然地划分成了许多小的群组；各个群组在战斗实施过程中会在邻近的区域内相关运动；簇首对成员节点具有指挥和管理权力，指挥通信命令的传输多发生在群组内部和群组之间。这些因素对网络协议的性能影响最大。 (2)提出了基于战斗编制分簇的FSR路由协议(Cluster on Columns FSR Protocol)。结合战术互联网的特点，本文比较了Ad hoc网络现有的几种典型的分簇算法、路由协议。选择FSR协议是因为它较适合于大规模和移动性较强的Ad hoc网络，CC-FSR进一步扩展了其对战术互联网的支持。 (3)实现了一种用于在局域网中进行仿真实验的模拟战场指挥通信过程软件TCSS(Tactical Communication Simulation System)。采用部队组织和实施战术训练的一般方法—想定作业来体现战场环境因素，模拟战斗发展过程中战术单元的运动和通信。 (4)完成了不同环境中的多次的指挥通信仿真实验。以战术互联网态势感知业务和命令传输业务为依据的协议性能指标评价了CC-FSR协议。结果表明：CC-FSR协议性能不仅在总体上优于FSR协议，而且在环境因素的剧烈变化时表现的非常稳定。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
引言  10-11
1 Ad hoc网络概述  11-17
  1.1 Ad hoc网络的由来  11-12
  1.2 Ad hoc网络的研究现状  12-13
  1.3 Ad hoc网络的特点  13-15
    1.3.1 无基础设施支持  13-14
    1.3.2 动态的网络拓朴结构  14
    1.3.3 受限的无线传输信道  14-15
    1.3.4 分布式管理自主组网  15
  1.4 Ad hoc网络应用的典型例子——FBCB2系统  15-17
2 作战指挥模式与战术互联网网络构成  17-22
  2.1 现行的作战指挥关系网  17
  2.2 战术互联网的构成  17-18
  2.3 作战指挥过程中的信息流动  18-19
  2.4 作战范围与节点移动性  19-20
  2.5 战场指挥系统的功能需求  20-22
3 基于战斗编制的战术互联网分簇算法  22-34
  3.1 分簇算法的评价  23-24
  3.2 典型分簇算法介绍  24-27
    3.2.1 主动分簇算法  24-25
    3.2.2 被动分簇算法  25-26
    3.2.3 改进型算法  26-27
    3.2.4 其它扩展算法  27
  3.3 几种典型分簇算法产生簇的结构比较  27-30
  3.4 基于战斗编制的分簇算法  30-34
    3.4.1 算法思想  30-31
    3.4.2 算法描述  31-32
    3.4.3 分簇算法演示及结果  32-34
4 基于战斗编制分簇的 FSR协议(CC-FSR)  34-43
  4.1 Ad hoc网络路由协议分类  34
  4.2 几种典型路由协议的比较  34-38
    4.2.1 先验式路由协议  35-36
    4.2.2 反应式路由协议  36-37
    4.2.3 其它路由协议  37-38
  4.3 基于战斗编制分簇的 FSR协议(CC-FSR)  38-43
    4.3.1 信息的分发  40
    4.3.2 信息的接收  40
    4.3.3 链路崩溃  40-41
    4.3.4 最短路径的更新算法  41-43
5 仿真手段及实现  43-55
  5.1 考虑战术情况的仿真  43-48
    5.1.1 想定作业环境  43-44
    5.1.2 TCSS软件系统的设计思想和工作过程  44-46
    5.1.3 TCSS软件系统的主要功能及优点  46-47
    5.1.4 战术互联网协议性能评价指标  47
    5.1.5 TCSS软件系统的编程与实现  47-48
  5.2 基于战斗编制分簇的 CC-FSR路由协议及其实现  48-49
  5.3 实验及结果分析  49-55
    5.3.1 实验环境  49
    5.3.2 实验结果  49-51
    5.3.3 结论  51-55
6 战术互联网其它相关问题及对策  55-57
  6.1 节竹能问题  55
  6.2 安全问题  55-56
  6.3 多播和组播协议  56-57
结论  57-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  62-63
致谢  63-64
大连理工大学学位论文版权使用授权书  64

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