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《西北工业大学》 2007年
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水下无线通信组网的关键技术研究

车斌  
【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。论文主要研究工作和结果如下。 1) 分析了水下通信网各个节点的技术特性,并基于无线自组织网的研究,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。 2) 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ALOHA、MACA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(PMPAC)。该协议采用信息重要性标志对比策略,保证了重要信息的优先传输,解决了信道冲突问题,提高了重要信息的信道利用率。 3) 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(MAODV),该算法采用多节点路由切换机制,在一条链路失效后直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(AODV)路由算法的性能。 4) 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,给出了水下自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。 5) 基于OPNET软件,建立水下通信自组织网三层仿真模型,仿真了水下自组织网的网络结构、节点内部协议栈、MAC协议和路由算法,以及网络安全。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。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN929.3

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