基于WSN的战场分布式对抗网络关键技术

论文摘要

从海湾战争至科索沃战争可看出,正朝着分布式方向发展的通信对抗网络是当代高科技战争不可缺少的一部分,促使各国纷纷的投入战场分布式对抗网络各项关键技术的研究。论文正是基于这样的时代背景及特定的应用环境而进行具有参考价值和实用意义的研究。在快速发展且已有硕大成果的WSN技术基础上,论文对战场分布式对抗网络节点技术进行研究,设计、实现了节点DNN,并组建分布式自组织验证网络,在此基础上研究节点协同定位技术与侦察目标定位技术。论文对分布式网络节点协同定位机制、理论、算法进行研究分析后,设计适用于所组建的分布式网络的节点协同定位算法ATDOA(Advanced Time Difference of Arrival)。另外,对侦察目标无源定位技术进行分析,在本网络节点协同定位完成的情况下,设计了符合本分布式网络特性的侦察目标无源定位算法AIWLS(Advanced Iterative Weight Least Squares),并对其两种算法性能做了仿真、验证及分析。通过组网验证及分析,此自组织网络除能进行几十米十几Kbps的基本无线通信之外,还能实现智能的前向控制,且支持网络拓扑的任意性和扩展性。使用MATLAB工具编程对ATDOA、AIWLS算法进行仿真,在允许一定复杂度和代价的情况下,可以达到很高的精度(0.3m)。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 论文的主要工作及内容安排
• 1.3.1 论文主要工作
• 1.3.2 论文的内容安排
• 第二章 战场分布式网络节点的设计与实现
• 2.1 战场分布式网络节点组成
• 2.1.1 战场分布式网络节点的硬件组成
• 2.1.2 战场分布式网络节点的软件系统
• 2.2 DNN节点设计方案及软件实现
• 2.2.1 DNN节点的设计方案
• 2.2.2 DNN节点的软件实现
• 2.3 DNN节点的硬件实现
• 2.3.1 DNN节点所用芯片
• 2.3.2 DNN节点硬件模块
• 2.3.3 HPI接口模块
• 2.3.4 JTAG接口模块
• 2.4 DNN节点组网验证及测试
• 2.4.1 数据采集实验
• 2.4.2 点对点通信实验
• 2.4.3 基于Cicada的自组织网络实验
• 第三章 分布式网络节点协同定位技术研究与设计
• 3.1 分布式网络节点协同定位技术
• 3.1.1 分布式网络节点协同定位技术
• 3.1.2 基于距离的定位机制
• 3.1.3 免测距离的定位机制
• 3.2 分布式网络节点协同定位算法设计
• 3.2.1 ATDOA算法原理
• 3.2.2 ATDOA算法设计
• 3.3 ATDOA算法仿真及分析
• 3.3.1 仿真环境
• 3.3.2 信标节点数对定位误差的影响
• 3.3.3 数据均方差校正对误差的影响
• 3.3.4 概率校正对定位误差的影响
• 第四章 侦察目标定位技术研究与设计
• 4.1 侦察目标定位技术
• 4.1.1 侦察目标无源定位技术的特点
• 4.1.2 侦察目标自身辐射信号的无源定位技术
• 4.2 侦察目标定位算法设计
• 4.2.1 AIWLS算法原理
• 4.2.2 典型的无线信道衰减模型
• 4.2.3 侦察目标的最小二乘估计模型
• 4.2.4 AIWLS算法的数据融合
• 4.3 AIWLS算法仿真及分析
• 4.3.1 仿真环境
• 4.3.2 信标节点数对定位误差的影响
• 4.3.3 衰减系数对定位误差的影响
• 4.3.4 加权系数对定位误差的影响
• 4.3.5 通信半径对定位误差的影响
• 4.3.6 信标节点对间距对误差的影响
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录