航空数据链组网技术研究

论文摘要

随着对于空战的重视,各个国家都不约而同加强了对于航空数据链的研究,各种高性能的航空数据链也是层出不穷。由于空战节点具有动态变化的网络拓扑、无中心自组织、多跳组网等特点,加之现代战场对于数据保密和隐蔽性的要求,基于定向天线和Ad hoc技术的航空数据链组网技术也成为研究的热点。由于引入定向天线,收发双方天线必须对准才能完成正常通信,在没有邻结点拓扑信息的初始化阶段完成邻居发现就变得非常困难。另外由于航空数据链结点移动速度迅速,一个快速的入退网方案和时间同步方案也是十分必要的。本文结合当前航空数据链组网技术发展的前沿,深入研究了航空数据链网络组网技术,设计了该网络整体架构和MAC帧结构,提出了基于定向天线和ad hoc技术的网络初始化方案、结点入退网方案以及同步方案。最后在OPNET网络仿真软件中对航空数据链网络进行了建模仿真,从理论分析和仿真验证两个角度论证了方案的可行性,结果表明设计方案满足技术指标和系统要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国外航空数据链研究现状
• 1.2.1 16 号数据链（LINK16）
• 1.2.2 机间数据链（IFDL）
• 1.2.3 战术瞄准网络（TTNT）
• 1.3 航空数据链网络设计关键技术
• 1.3.1 天线技术
• 1.3.2 天线对准与跟踪算法设计与选择
• 1.3.3 组网技术
• 1.4 本文工作安排
• 1.4.1 研究内容和主要创新点
• 1.4.2 论文组织结构
• 第二章 航空数据链网络总体设计
• 2.1 整体描述
• 2.1.1 应用背景描述
• 2.1.2 网络拓扑结构
• 2.2 网络特性
• 2.3 MAC 接入协议
• 2.4 物理层定向天线
• 2.5 本章小结
• 第三章 航空数据链网络组网方案设计
• 3.1 航空数据链网络初始化方案
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 基于定向天线的邻居结点发现算法研究
• 3.1.3 具体方案介绍
• 3.1.4 网络中心结点以及备用中心结点选取策略
• 3.2 结点的入网方案
• 3.2.1 结点入网原理介绍
• 3.2.2 单节点入网
• 3.2.3 编队入网
• 3.3 结点退网方案
• 3.3.1 结点的正常退网
• 3.3.2 结点的非正常退网
• 3.4 同步方案
• 3.4.1 同步原理介绍
• 3.4.2 建立同步方案
• 3.5 本章小结
• 第四章 航空数据链网络仿真设计
• 4.1 OPNET 仿真软件介绍
• 4.2 仿真总体设计
• 4.3 节点模型设计
• 4.4 节点层各模块进程层模型设计
• 4.4.1 source 源模型设计
• 4.4.2 sink 源模型设计
• 4.4.3 网络层进程模型
• 4.4.4 MAC 层进程模型
• 4.4.5 物理层天线调度模块进程模型
• 4.5 仿真结果分析
• 4.5.1 初始化组网
• 4.5.2 新结点入网和退网
• 4.5.3 网络性能
• 4.6 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果