《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 通信與網(wǎng)絡(luò) > 設(shè)計應(yīng)用 > 空基網(wǎng)絡(luò)中定向自組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述
空基網(wǎng)絡(luò)中定向自組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述
電子技術(shù)應(yīng)用
郗天玥,蔡愛華,翁麗娜
中國電子科技集團(tuán)有限公司電子科學(xué)研究院
摘要: 基于定向天線的移動自組織網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,尤其對于具有易實(shí)施、高隱蔽性、高保密性要求的空基網(wǎng)絡(luò),定向天線比全向天線更具有優(yōu)勢,它具有更遠(yuǎn)的傳輸范圍,減小了節(jié)點(diǎn)間的相互干擾,能夠?qū)崿F(xiàn)空間復(fù)用能力的提升。但是定向天線的引入在增加通信距離的同時也會帶來一些問題,給許多協(xié)議層帶來破壞性的副作用。目前,國內(nèi)外研究人員已提出多種算法來解決這些問題。結(jié)合空基網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性,研究了國內(nèi)外提出的基于定向天線的移動自組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的各類算法和協(xié)議,總結(jié)對比近年來定向鄰居發(fā)現(xiàn)算法、媒體訪問控制協(xié)議和定向路由協(xié)議三種關(guān)鍵技術(shù),并提出更適合用于空基網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)與協(xié)議,最后對這些算法和協(xié)議的下一步研究提供了一些方向。
中圖分類號:TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234665
中文引用格式: 郗天玥,蔡愛華,翁麗娜. 空基網(wǎng)絡(luò)中定向自組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2024,50(4):1-10.
英文引用格式: Xi Tianyue,Cai Aihua,Weng Lina. Research on key technology of directional ad hoc networks in airborne networks[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(4):1-10.
Research on key technology of directional ad hoc networks in airborne networks
Xi Tianyue,Cai Aihua,Weng Lina
China Academy of Electronic and Information Technology
Abstract: Mobile ad hoc networks based on directional antennas are widely used in the military field, especially for airborne networks with the requirements of easy implementation, high concealment and high confidentiality. Directional antennas have more advantages than omni-directional antennas, which have longer transmission ranges, reduce mutual interference among nodes, and are able to achieve the improvement of spatial multiplexing capability. But the introduction of directional antennas can create problems while increasing the communication distance, causing disruptive side effects to many protocol layers. Currently, researchers at home and abroad have proposed a variety of algorithms to solve these problems. Combined with the complexity of airborne networks, it studies various algorithms and protocols proposed at home and abroad for the data link layer and network layer of mobile ad hoc networks based on directional antennas. It summarizes and compares three key technologies in recent years, namely, directional neighbor discovery algorithm, medium access control protocol and directional routing protocol. Techniques and protocols that are more suitable for use in airborne networks are proposed. Finally, it provides some directions for further research.
Key words : directional ad-hoc network;neighbor discovery algorithms;medium access control protocol;routing protocol

0 引言

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和對通信要求的提高,產(chǎn)生了一種具有無固定中心基站的網(wǎng)絡(luò)——移動自組織網(wǎng)絡(luò)( Mobile Ad hoc Network,MANET) 。它不依賴于固定設(shè)施,能夠快速展開,具有極強(qiáng)的適應(yīng)和生存能力,網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點(diǎn)地位平等,可以在網(wǎng)內(nèi)自由移動并保持通信,而且其中任何一個節(jié)點(diǎn)的損壞都不會使整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。由于上述特點(diǎn),在數(shù)字化戰(zhàn)場通信中,MANET已經(jīng)成為首選技術(shù),而在當(dāng)下現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭中,依靠強(qiáng)大的空中力量才能全面掌握戰(zhàn)場信息控制權(quán),所以構(gòu)建一個易實(shí)施、保密性高的空基網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)尤為重要[1]。但是空基網(wǎng)絡(luò)存在平臺升空高、移動節(jié)點(diǎn)具有高速移動的特點(diǎn)、對隱蔽性要求高的問題,傳統(tǒng)利用全向天線的MANET網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足空基網(wǎng)絡(luò)更高的通信需求。在收發(fā)天線的選擇上,隱蔽性和抗干擾性強(qiáng)、輻射功率的有效利用率高的定向天線將比傳統(tǒng)采用的全向天線更為合適。

然而定向天線由于其波束窄、傳輸距離遠(yuǎn),也會給通信帶來一些問題,例如隱藏終端、聾節(jié)點(diǎn)、通信時延擴(kuò)展等問題。同時,傳統(tǒng)的協(xié)議與算法均是為全向天線設(shè)計的,所以定向天線的引入會給各種協(xié)議層引入破壞性的副作用。為了解決這些問題并且更好地發(fā)揮定向天線在通信網(wǎng)絡(luò)中的作用,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)適用于定向組網(wǎng)的各類協(xié)議成為國內(nèi)外許多學(xué)者研究的重點(diǎn)[2-3]。

本文針對空基自組網(wǎng)的特點(diǎn),總結(jié)目前的定向組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),介紹了國內(nèi)外近年來基于定向天線的鄰居發(fā)現(xiàn)算法、媒體訪問控制協(xié)議路由協(xié)議的研究進(jìn)展,并對其進(jìn)行分類對比。在最后總結(jié)了目前定向自組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與協(xié)議存在的問題,指出了未來的研究方向。


本文詳細(xì)內(nèi)容請下載:

http://ihrv.cn/resource/share/2000005940


作者信息:

郗天玥,蔡愛華,翁麗娜

(中國電子科技集團(tuán)有限公司電子科學(xué)研究院, 北京 100041)


Magazine.Subscription.jpg

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。