战术互联网分簇路由协议与仿真研究

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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。
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