航空通信系统中数据链的研究与仿真设计

发布时间：2019-09-30 19:07

【摘要】：当代信息化战争,伴随大量高科技的武器在军事中广泛应用,很多新型作战模式应运而出。传统的作战模式,不能充分掌握战场上的情报和动态,和有效的传递信息,所以已经无法满现代战场的需求。现代战争需要实时地、快速地、可靠的掌握战场态势和情报、探测预警以及精准打击等信息。数据链的产生能实现战场上作战单元对各作战平台之间信息资源共享的功能。通过信息资源共享,数据链能够更好的掌握战场态势和协同作战的能力,让作战部队在战场上具有先天的优势。本文结合航空数据链发展的前沿。以战术瞄准网络技术(Tactical Targeting Network Technology,TTNT)为基础,初步设计了一个航空通信数据链系统。实现了航空器的快速组网、入网退网等通信技术。本文主要对航空通信系统数据链的分簇组网方式、时隙分配算法两部分进行优化。针对动态时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)协议,考虑节点申请时隙大小和相同优先级个数的因素,来弱化不同节点间相同优先级任务的先入先排状态,从而来达到时隙的均匀分配、加强节点间的公平性。针对航空通信网络的功能需求和应用场景,考虑网络需要高自组织、高吞吐量等能力,选取了Ad Hoc分簇组网方式,同时考虑到低空航空自组织网络中航空器具备的高速移动性、飞行轨迹不固定性的特点,对传统的加权分簇算法进行优化,以联合航空器的相对速度为代价尺度来形成更加稳定的簇,使它更加满足高移动状态下的航空器自组网。最后本文使用OPNET软件,对搭建的航空通信系统中的数据链进行仿真建模。对节点吞吐量、信道延迟、分簇组网时间、节点入网、退网延迟等数据进行数据分析和验证,结果表明修正后的TDMA算法,对申请了相同优先级时隙的用户进行了更加合理的排序,不再完全依赖于用户申请时隙的先后而造成时隙分配的不公平;优化后的加权分簇算法,在网络中出现的入网、退网等一些对网络结构造成破坏的行为,都能比大部分算法带来更好的特性,更适合使用在航空数据链的组网中。通过理论分析和仿真验证两个方面验证了设计方案的可行性,结果证明设计方案达到系统和技术指标要求。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V243.1

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本文编号：2544427