军事通信技术论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇军事通信技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

论文摘要:早在七十年代，人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的，但它亦有不容忽视的缺点，譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定，由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处，还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1]，尤其在军事和经济领域，再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析，探讨其通信技术所需拓新之处，并提出建议。

1无线电通信技术的发展历程

1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。

1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。

1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。

1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。

随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。

随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。

信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。

无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。

2无线电通信技术的特点

近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：

不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。

具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。

可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。

无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。

3无线电通信技术之通信方法的拓新

21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：

3.1采用了数字通信技术

提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。

3.2推广通信信息技术宽带化的发展

信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。

3.3推广个人信息化技术

个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。

3.4拓新接入网络的样式

技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。

.5过渡电路交换网络

关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。

3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器

Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。

3.7推广软件无线电

软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。

3.8提高无线通信网络可持续性

无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。

结束语

回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。

参考文献

[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.

[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.

篇(2)

关键词：扩展频谱，抗干扰通信，跳频电台

 

1 引言

扩展频谱技术是抗干扰通信中的主要应用技术。目前，该技术已在战术抗干扰通信、卫星通信、数据信息分发以及卫星导航等系统和设备中得到了广泛应用。在战术抗干扰通信中，基于跳频抗干扰体制的跳频电台和基于直扩抗干扰体制的直扩电台等是主要抗干扰通信设备。

本文分析了外军抗干扰通信设备的应用现状和抗干扰通信技术的发展动态。

2 外军抗干扰通信设备的应用现状

外军跳频抗干扰技术及其设备的发展可以归结为三代产品。20世纪70年代中后期至80年代初期，外军开始推出第一代跳频通信设备，即模拟跳频电台，以较低跳速、较窄带宽为特征；80至90年代，开始推出第二代跳频通信设备，即数字跳频电台和数字跳频接力机等，以较高跳速、数字话音、数据通信为特征；目前正在发展的是第三代跳频通信设备，以多频段、多模式、多功能自适应数字跳频技术以及有关特殊的跳频技术为特征。

在应用上，外军现役通信抗干扰设备有以下一些基本特点：

（1）大部分无线电台（短波电台、超短波电台等）采用纯跳频体制，少部分超短波电台采用窄带直扩/跳频组合的体制；

（2）短波跳频电台跳速的实用水平一般为数跳～100跳/秒（以下简写为hop／s），大部分在50hop／s以下，很少为1000hop／s以上的高速跳频；受天调技术的限制，其跳频带宽通常为数百kHz的窄带跳频，只有极少数采用新体制的短波跳频电台才达到了较大的跳频带宽；

（3）超短波跳频电台跳速的实用水平一般为100～500hop／s，多为中速跳频；

（4）微波接力机既采用了跳频体制，也采用了直扩体制，；设备已数字化、系统化、固态化，可靠性高，但其综合抗干扰性能还有待于进—步提高；

（5）大部分现役通信抗干扰装备采用单频段，少数采用多频段；

（6）一些国家，特别是军事强国，通信抗干扰装备已形成了较大的装备规模。

3 抗干扰通信技术发展动态分析

20世纪90年代以来，扩展频谱技术趋于完善，在应用上取得了突破性的进展。外军相继推出的数10种新型通信抗干扰设备，代表了当今抗干扰通信技术的发展趋势，主要有以下几个方面：

（1）提高抗跟踪干扰能力是现阶段跳频通信的重点问题之一

提高跳频通信抗跟踪干扰能力的技术动态主要有两个方面，一是适当提高跳速，二是采用变速跳频。目前，外军具有跳频网分选能力的实用跟踪干扰机的跳速短波为几十hop／s，超短波为几百hop／s。由于技术和成本等原因，目前还未见可以对付信号密集条件下的较高跳速的实用跟踪干扰机的报导。外军较新的跳频通信设备，如美国的HF—2000，瑞典的TRC—350，法国的ALCATEL111等，均采用了中高跳速跳频，以提高其抗跟踪干扰能力。值得注意的是，外军有些跳频通信设备大幅度提高跳速，并不是以提高抗跟踪干扰能力为出发点的，其主要目的是利用相应的技术体制，由高跳速提高数据传输速率。提高跳速还便于纠错处理。当然，提高跳速也会引起其它问题，需要综合考虑。

变速跳频是抵抗跟踪干扰的有效措施之一，外军现役跳频电台中也有所采用，但多是半自动变速或有限种跳速随机变速，还没有实现真正意义上的变速跳频，通常将其称为准变速跳频。论文大全。

（2）提高跳频通信抗阻塞干扰的技术措施日趋成熟

最初提出跳频抗干扰体制实际上是以抗阻塞干扰为出发点的。长期以来很多国家和不少学者都致力于跳频通信抗阻塞干扰技术的研究，目前已取得了较好的进展，有些技术已得到了成功的应用，有些还处于研究之中。

跳频通信抗阻塞干扰技术的实用化研究成果主要有：在短波波段采用自适应选频与跳频相结合的体制，即将经过LQA(链路质量分析)选出的最佳或准最佳频率作为跳频频率表生成的基准；在超短波波段采用具有FCS（频率控制系统）功能的跳频体制，即在一般的窄带干扰情况下，使用常规跳频，在遇到宽带阻塞干扰时，自动转到FCS功能，在当前最佳频点上定频工作，一旦宽带干扰消失，又可回到跳频方式上工作；在UHF波段采用了频率自适应与跳频相结合的体制，即在跳频通信过程中自动检测和删除受干扰频率，使系统在无干扰或干扰较弱的频点上跳频。另外，扩展频段和跳频带宽也是提高跳频通信抗阻塞干扰的有效途径之一，如下所述。

（3）拓宽现有频段、发展多频段是通信抗干扰装备的重要发展趋势

拓宽现有频段、发展多频段除了有利于协同通信和全频谱作战以外，也为提高通信装备的战场适应能力提供了选择的余地，对于提高跳频通信抗阻塞干扰能力更为重要。在外军新一代通信抗干扰装备中，包含HF／VHF、VHF／UHF和HF／VHF／UHF多频段的跳频电台或定频电台就多达数十种之多，这是外军新一代通信抗干扰装备的重要发展趋势。

在拓宽频段方面，少数短波电台的频段范围已拓宽到1.6～50MHz，如美国的RF—500短波电台等；少数超短波电台的频段范围拓宽到30～108MHz，如比利时的BAMS超短波电台等，增加了20MHz的带宽。

在研制多频段通信抗干扰装备方面更是如火如荼，电台以HF／VHF／UHF三个频段的为典型特征，如：美国的AM—7177A／ARC—182(V)，加拿大的AN／GRC—512(V)多频段电台等。

随着软件技术和高速处理芯片的发展，多频段、多功能(MBMFR)抗干扰通信装备是目前的重要发展方向之一。

（4）提高短波跳频数据传输速率取得了突破性进展

自从短波通信出现以来，由于通信体制、器件以及空中信道等原因，使其数据传输速率一直限制在2.4kbit／s以下。在跳频体制下，由于需要数据压缩，实现短波高速数据传输更为困难，其有效数据速率一般还达不到2.4kbit／s。

近年来，对这一难题的研究取得了突破性进展，如美国休斯公司研制的HF2000，跳速为2560hop／s，在不采用信道均衡技术的情况下，数据速率为2.4kbit／s；美国Sanders公司推出的CHESS系统，以差分高跳速(5000hop／s)体制实现了4.8～19.2kbit／s的高数据率，首次突破了2.4kbit／s的限制，较好地解决了短波高速数据传输的难题。

（5）直扩体制的发展与应用

直扩体制目前还是主要用于微波及卫星通信系统，少数国家也将直扩体制在低频段尝试应用，但由于直扩体制固有的弱点，使其在战术电台中仍然没有得到实际的应用。为了增强其实用性，直扩体制是伴随着自适应滤波、自适应调零天线以及可变直扩带宽等技术的应用而发展的。尽管这几项技术在直扩通信装备中被广泛采用，但是近些年还几乎未见有突破性的报导。比如自适应滤波的收敛速度、抗窄带干扰的个数、陷波深度及其能量损失、自适应天线的调零增益等，并且对于窄带直扩与宽带直扩利弊的争论也未见分晓。不过，对于多进制直扩的优势已基本达成共识，并在外军直扩通信装备中得到了广泛应用。论文大全。

（6）综合抗干扰体制及技术的应用

目前，采用综合抗干扰体制的典型标志之一是跳频、直扩和跳时三种基本抗干扰体制的组合应用，特别是在VHF／UHF及其以上频段更是如此。

除此之外，很多通信抗干扰设备采用了频率自适应、窄带干扰自适应滤波器、跳频滤波器、交织纠错、猝发传输、变速跳频、变带宽直扩以及自适应天线调零增益等增效措施。有些通信抗干扰设备，特别是短波跳频电台，具备了猝发数据传输的能力，提高了抗干扰、抗截获和抗测向能力；有些通信抗干扰装备增加了GPS定位功能，可与跳频同步相结合，提高了综合应用能力。论文大全。从总体上看，外军通信抗干扰设备体现了频率域、时间域、空间域、调制域、速度域等多维空间抗干扰技术的综合以及扩谱抗干扰技术与非扩谱抗干扰技术的结合。

4 结束语

本文基于所收集的国外战术抗干扰通信设备技术资料，对抗干扰通信的技术发展动态进行了综述。近年来，尽管我国抗干扰通信技术和装备得到了长足的发展，在有些方面已达到国际先进水平，但总体上与国际先进水平还存在一定差距。希望本文能对我国抗干扰通信技术和装备的发展起到一定指导作用。

参 考 文献

1 张传庆,罗蓉媛,陶香云等.外军抗干扰电台汇集.信息产业部电子7所,2006.7

2 罗蓉媛,陶香云.外军抗干扰电台技术的进展. 1999军事通信抗干扰研讨会论文集,南京,1999.10

3 姚富强.扩展频谱处理增益算法修正[J].现代军事通信,2003（1）

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【关键词】无线电通信技术 信噪比估计 自适应控制

在众多的信息技术中，无线电通信技术是最受欢迎的一种通信技术，人们在开始研究无线通信技术，投入了大量的时间和精力，从而取得了显著的成绩。无线电通信和有线电通信技术相比，无线电传输过程不需要传输设备，也不会受到地理位置的限制，传输十分灵活，也很大程度的降低了成本，无线电通信技术倍受当前市场的青睐。

1 无线电通信技术的发展过程

俄国物理学家波波夫在1885年论述了发明无线电接收机的过程，这篇无线电通信技术的论文也就成武无线电技术研究的重要发展历史，同时为了表示对他的纪念，也就将5月7日作为无线电发明日期。波波夫的不断研究延长了无线通信的距离，也就将无线电通信引入到了新的发展阶段。后来意大利发明家马可尼在1898年在海上进行通信实验，对于这次的实验也就标志无线电通信的真正实现，在马可尼的实验中有进一步将无线电信号延长，在1901年对相聚3000多公里的两个国家之间成功进行了无线通信，马可尼实验的成功也就标志着人类正式进入无线电远距离的通信时代，之后不断出现了各种各样的无线通信的产生。

科学家八本、威玛、罗斯等在1946年用电视机进行天线信号的接收，他们实验的成功也就标志着无线电技术的真正的普及，在当今的信息社会中，我们对无线电通信技术的质量的要求也就越来越高，对通信技术也就有了更多的期待。同时信息社会也就要设置更好的管理措施，运用计算机和通信技术开发各种通信应用软件，更好的为人民提供通信服务。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。

2 无线电通信技术的特点

2.1 不受时空限制

无线电通信技术不受时空限制，能够采用灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合的高校利用，对信息的传输畅通无阻，随着近年来国内各种经济领域和国际经济繁荣发展，无线点通信技术为信息传输打开了方便之门，尤其通信与网络的链接，让通信技术踏上新的台阶。

2.2 具备高度的机动性及可用性

无线电通信技术对数字传输、功能多样化、设备小型化和智能化的优势下，具备了高度机动性和可用性，尤其在军事结构地域通信网络方面起到了很大的作用。无线电通信作为信息化服务的重要标志，无线电通信技术在发展过程中具有巨大的潜力，不仅在人民生活中扮演着重要角色，在军事中同样起到重要的作用。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。

2.3 可靠性高

无线电通信比有线通信可以很好的控制地质灾害，具有很高的可靠性，在一般情况下除非受到信号的干扰，平时都能保证通信，这也就是无线电通信的最大优点。无线电通信技术虽然有很多的优点，但是在受到干扰影响，很容易被截获保密性极差，这也就是无线电的缺点，这也是人们最为头痛的问题，因此对无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。

3 无线电通信的信噪比估计和自适应控制技术

3.1 信噪比估计技术

对于现在无线电通信技术正处于关键的转折时期，信息技术的飞速发展，也就要求无线点通信技术适应未来社会生产和生活的需要，也就要在通信方面不断的进行拓新。无线电通信信号的信噪比估计一直是卫星通信领域一个重要的研究课题，在卫星通信中信噪比是衡量信道质量的最主要指标也是实现功率控制、调制方式识别、迭代译码等应用的前提条件。利用无线信道通信，在其过程中主要就是多途径的传播，而噪声是始终存在的一种危害，为了更好的提高数据传输速率和效率，我们必须对信道的特征参数具有一定的预知能力，信噪比是信道参数的一个重要的方面，信噪比估计技术也就成为信道估计的重要内容之一，同时也是移动通信研究的对象。在通信系统的实际使用中，信噪比的估计作为表征信道特征的参数，对信道切换和自适应通信速率调节功能都起到了重要作用。

3.2 无线通信自适应控制技术

随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶，同时具备高度的机动性及可用性，无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性。自适应控制的基本的思想就是将参数估计方法与某种控制系统设计方法结合起来，产生具有自校正能力的控制律，其控制的对象是不确定性的系统。在面对客观上的各种不确定性，自适应控制系统在其运行过程中，通过不断的测量系统的输入状态，不断的掌握对象从中获取相应的信息，再根据获取的信息设计方法，做出控制决策去更新控制器的结构，使控制效果达到最优或近似最优。一个理想的自适应控制系统应具有：适应环境变化和系统要求的能力；学习能力；在变化的环境中能逐渐形成所需的控制策略和控制参数序列，在内部参数失效时，又恢复的能力，良好的鲁棒性。

3.3 无线电通信技术发展方向

提高系统资源的利用率维持信号的稳定，避免通信信号受到干扰，增大系统的容量，同时要确保用户信息安全和保密，无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性。无线通信的展望无线通信具有跨越时空进行信息沟通的灵活性，以及全球无缝隙覆盖的特性，成为当今世界最具吸引力的通信方式。无线通信特别是移动通信市场进入规模化大发展阶段，无线通信业务和技术呈现出从传统的话音领域向数据领域和宽带多媒体领域转变的态势，市场空前繁荣。

4 结束语

对于无线电通信技术在通信方法开发应用上具有很大潜力，这也就是我们研究和开发过程中对无线电通信进行前面的了解，为无线电通信技术创造新的发展方向，为全球信息化的通信事业做出贡献。

参考文献

[1]宋怡桥.光载毫米波无线电通信技术的现状与发展[J].中兴通讯技术，2009（03）.

[2]钱沈廉.无线电通信技术之通信方法拓新[J].中国新技术新产品，2009（12）.

[3]丁季丹.无线电通信技术的应用[J].网络技术，2011（12）.

[4]王志刚，蒋挺，赵成林，周正.一种基于传输成功率的自适应传输策略[J].无线电通信技术，2011，37（2）.

篇(4)

近年来，由于数据通信需求的推动，加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展，短距离无线与移动通信技术也经历了一个快速发展的阶段，WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术，以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。短距离无线通信通常指的是100m以内的通信，分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信最高数据速率>100Mbit/s，通信距离<10m，典型技术有高速UWB、WirelessUSB;低速短距离无线通信的最低数据速率<1Mbit/s，通信距离<100m，典型技术有蓝牙、紫蜂和低速UWB。

2蓝牙(Bluetooth)技术

“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内，通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联，使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享，也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此特别适用于小型的移动通信设备，使设备去掉了连接电缆的不便，通过无线建立通信。

蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础，采用高速跳频(FrequencyHopping)和时分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先进技术，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线连接因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz频带，通道带宽为lMb/s，异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强，新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。

作为一个新兴技术，蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处，如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问，蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术，它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。

3超宽带(UWB)技术

超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出了更高的要求，超宽带技术又被重新提出，并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同，UWB采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz，因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时，UWB设备的发射功率却很小，仅仅是现有设备的几百分之一，对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声，因此从理论上讲，UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式，它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下：

(1)抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。

(2)传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s，有望高于蓝牙100倍。

(3)带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。

(4)消耗电能少：通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能少。

(5)保密性好：UWB保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。

(6)发送功率非常小：UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。

(7)成本低，适合于便携型使用：由于UWB技术使用基带传输，无需进行射频调制和解调，所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件，系统结构简化，成本大大降低，同时更容易集成到CMOS电路中。

参考文献：

[1]方旭明，何蓉.短距离无线与移动通信网络[M].北京：人民邮电出版社，2004.

[2]刘乃安.无线局域网(WLAN)—原理、技术与应用[M].西安电子科技大学出版社，2004.

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关键词：无线网络；军队；安全；物理层安全；可见光通信

中图分类号：TN 929.3

文献标识码：A

DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.004

0 引言

进入二十一世纪的第二个十年以来，信息已经成为人类社会文明进步的要素资源，成为现代社会持续发展的基本条件。信息网络空间已经成为继陆、海、空、天之后的第五大国家疆域，成为世界各国战略竞争的重要领域。信息安全已成为与国防安全、能源安全、粮食安全并列的四大国家安全领域之一。

近些年来，以美国为代表的信息技术强国利用自身所垄断的全球信息技术优势，加紧构建信息安全保障和攻击体系，以进一步巩固其在网络空间的统治地位。在美国现有的国家信息安全体系中，政府、IT企业和社会团体分工协作，相互配合，共同推进美国国家和军队的信息安全体系建设。当前，美国政府部门作为信息安全战略制定、网络和信息安全项目策划、网络情报侦查、网络防御以及网络进攻的主导者，引领了整个美国信息安全领域的发展和规划。其主要部门包括国土安全部、国防部、美军网电司令部、商务部、联邦调查局以及中央情报局；美国的IT企业则是网络攻防的具体实施机构和重要支撑单位，是美国政府和军队海量情报数据的来源，同时也是实施网络作战的实施主体；而美国及其盟国中一些非营利性团体和学术组织则为美国政府和军队提供了舆论和技术层面的支持，同时进行了人才的输出，以支撑日益强大的美国信息作战部队。

随着无线与移动通信技术的高速发展，抛开有线束缚的无线通信技术为国家和军队的指挥和作战带来了极大的便利性，然而也埋下了极大的安全隐患。截至2014年年底，美国情报和军队相关部门在无线网络中侦收和攻击获得的情报已经占到美国情报总量的约57.6%，凸显了当前国家和军队无线网络安全的严峻态势。美军网电司令部2015年战略规划指南显示，未来美军网电部队将把无线领域作为网络攻防作战的重点，这对我国国防和军队网络安全体系和技术提出了新的考验。本论文从历史出发，对交换技术进行了简要的回顾，指出了当前交换网络发展的瓶颈以及问题，并基于前沿的下一代智能网络以及大数据交换网络提出了展望和设想。

1 军队无线网络安全现状

我国的互联网、电信网、广电网和各类专网（包含军网）组成的国家基础网络是国家和军队信息安全防护的重要对象，但是这些基础社会建设过程中普遍存在着重建轻防，甚至只建不防的问题，造成网络信息安全体系构建的极大障碍。

当前，我军无线网络通信手段主要包含战场卫星通信、短波电台通信、水下潜艇长波通信等战时通信手段，以及军队日常办公所使用的蜂窝网移动手机通信、单位无线局域网（Wi-Fi）以及家庭使用的宽带及家庭无线局域网等非战时通信手段。由于战时通信技术具有较强的应用层加密以及物理层跳频和扩频保障，传统的窃密和攻击手段并不能很快奏效，反而是和平时期工作用无线局域网、个人手机、家庭Wi-Fi等上网和通话极易被侦听和窃密，导致无意识泄密。据不完全统计，2014年以来军队、军工企业等军事相关单位因手机、家庭宽带/Wi-Fi等被攻击及窃听的事件约470起，造成不可估量的军事、经济以及国家核心技术损失。

美国凭借其在信息领域的绝对优势，不断将其技术和设备输出到中国，而国产化设备的低性能、高价格等不足进一步导致了党政军系统中日常无线网络通信设备国产化程度极低，使得日常无线网络的安全防线处于近乎失灵的状态。在美国IT跨国公司和美国网络部队等诸如“棱镜”项目面前，我军的基础网络和重要信息系统几乎完全处于不设防状态。诸如思科、微软、英特尔、IBM等IT企业几乎完全控制了我国高端IT产品的生产及应用。据Gartner数据显示，Windows系列操作系统在我国市场占有率超过9成，英特尔在微处理器市场上占有率也超过8成，谷歌的安卓操作系统在我国市场占有率达到8成。即使是国产的联想、酷派等手机，其核心芯片和操作系统也多是国外生产，使得我国无法从技术层面根除安全隐患。

2 解决方案：物理层安全技术和可见光通信技术

针对目前日常军队无线网络安全性的问题，本文提出了两种可行的改进方案，能够在现有技术的基础上，从防止无线信号被侦收和泄漏的角度实现日常状态下部队营区无线通信的安全保密。

在现有的通信系统中，通信的保密性主要依赖于基于计算密码学的加密体制，早在20世纪初就已有人提出将传输的信息与密钥取异或的方法来增强信息传递的安全性。这种基于密钥的加密方法首次由Shannon于1949年给出了数学的理论分析。假设发送者希望把信息M秘密地发送给接收者，称M为明文信息。则加密的过程为，在发送端，发送者通过密钥K以及加密算法f对所要传输的明文M进行加密，得到密文S。在接收端，接收者通过密钥K以及与加密算法相应的解密算法，我们用f-1标记，来进行解密，从而得到明文M。通过对加解密过程的观察，可以得知，有两个方法防止窃听者从窃听到的S中获取明文M： 一个是窃听者不知道密钥K，另外一个是解密算法非常困难，窃听者难以在有限的时间用有限的资源进行解密。基于这两个方法，延伸出了现代通信系统中非常常见的两种加密形式，一个是对称密钥加密，一个是非对称密钥加密。

现代密码学的加密体制主要是在物理层之上的几层来实现的，譬如MAC层、网络层、应用层等等，故有时也称基于现代密码学的安全为上层安全。物理层对于现代密码学加密体制来说是透明的，即物理层安全与上层安全是独立的。下面分别介绍物理层安全的两个基础知识，分别是：窃听信道模型和安全传输速率。窃听信道模型是物理层安全所研究的基本信道模型，安全传输速率是衡量物理层安全系统性能的重要指标。

物理层安全主要是利用特殊的信道编码和无线信道的随机特性使得秘密通信得以进行，它与现代密码学不同之处在于，其安全程度并不依赖于Eve的计算强度，而是依赖无线信道环境的随机特性。但是，从保密环节上来说，物理层安全与传统的计算密码学的安全却有着本质的相似之处。如图1所示。物理层安全中的编码调制环节和信道的随机性是安全通信的必要条件，正如现代密码学体制中的加密算法和密钥。编码调制环节是指Alice根据Alice-Bob和Alice-Eve信道的信道条件，通过独特的信道编码来保证Alice与Bob之间安全又可靠的通信。从安全的角度来说，编码调制环境可以被看作现代密码学中的加密过程，信息加密后生成的密文记为Xn。密文经过无线信道和解调译码可以等同为现代密码学中的解密环节，其中信道信息{h，g}可以看作公共密钥，而Bob接收端的噪声可以看作Bob的私钥，Eve是没有办法获得的。因此密文通过Bob的无线信道和解调译码，可以被Bob正确地译码解密；而此密文通过Eve的无线信道和解调译码，Eve是不能获得任何信息的。由此可见，虽然物理层安全与传统的基于现代密码学的加密原理是完全不同的，但是它们在实现框架上却也能够找到共同点。物理层安全可以看作是以调制编码等发送端的技术为“加密算法”，充分利用Alice-Bob和Alice-Eve之间无线信道的差异性，把无线信道看作“加密密钥”，从而使得Alice与Bob之间形成了安全可靠的通信。

物理层安全技术由于可以独立于上层而单独实现秘密通信，因此在无线通信系统中，可以在保证现有上层安全措施不变的情况下，补充物理层传输的安全。这使得通信系统的安全性能得到额外一层的保护。另一方面，将物理层安全用来传输现代密码学中的密钥，也是增强系统的安全性的一种方法。

从实现的角度讲，当前传统的无线路由器等均使用了全向天线进行传输，有可能导致无线信号泄漏至营区外部造成泄密。由于物理层安全技术方案的存在，除了进行传统的上层密码和传输加密以外，考虑利用物理层定向天线和波束赋形技术使得无线信号定向的向营区内部辐射，使得窃听者获取的信息量近乎为0，从而进一步降低失泄密的风险，这是物理层安全技术在现有无线网络中的应用改进。

根据香农公式，假设发射端信号表示为：y=hx+z，那么正常接收者bob收到的信号可以表示为：

此时人造噪声设计对Bob没有产生干扰的方向上均匀分布，从而实现了对目标用户的正常信号发送，但是使得窃听用户获得的干扰最大化，可用信息最小。

可见光通信（Visible Light Communications）是指利用可见光波段的光作为信息载体，不使用光纤等有线信道的传输介质，而在空气中直接传输光信号的通信方式，简称“VLC”。

普通的灯具如白炽灯、荧光灯（节能灯）不适合当作光通信的光源，而LED灯非常适合做可见光通信的光源。可见光通信技术可以通过LED灯在完成照明功能的同时，实现数据网络的覆盖，用户可以方便地使用自己的手机、平板电脑等移动智能终端接收这些灯光发送的信息。该技术可广泛用于导航定位、安全通信与支付、智能交通管控、智能家居、超市导购、灯箱广告等领域，特别是在不希望或不可能使用无线电传输网络的场合比如飞机上、医院里更能发挥它的作用。可见光通信兼顾照明与通信，具有传输数据率高、安全性强、无电磁干扰、节能、无需频谱认证等优点，带宽是Wi-Fi的1万倍、第四代移动通信技术的100倍，是理想的室内高速无线接人方案之一。

据美国DAPRA报道，美军已经生产出军用可见光网络及相关设备，用于国防部等军事机关和设施的高速无线网络通信。由于可见光室内传输光源直接指向用户且传输距离远小于传统的微波无线通信，在不考虑人为主动泄密的情况下，可见光通信信号是无法截获的，从技术上为通信的有效性和可靠性提供了强有力的支撑。

图2给出了微波无线通信和可见光通信之间的比较。对于手机、Wi-Fi等微波无线通信手段，除了目标用户能够接收到无线信号以外，由于无线电波是全向发射的，窃听者完全可以收到相同的信号，从而进行破译或者攻击，带来安全隐患；而可见光通信依赖于室内的LED灯具，通常灯具会直接部署在工位上方，而照明具有定向发射的特点，因此位于营区外部的窃听者无法收到任何信号，不能进行窃听。从实现上讲，可见光通信可以方便的利用LED台灯、屋顶灯等照明灯具，通过加装调制解调模块即可使得灯具具有高速数据传输功能，可供营区内台式机、笔记本电脑、平板电脑等高速无线上网，满足高清视频会议等高带宽需求。

目前，关于可见光通信在室内外各种复杂环境下的信道测量与建模的工作还很欠缺，只有少量的研究结果。尤其是在有强光干扰、烟雾和灰尘遮挡的环境下的信道干扰模型，更是需要亟待解决的问题。

3 结论

军队作为国家的武装力量，其信息安全问题尤为重要。在和平时期，如何从技术手段保证军队手机、Wi-Fi等无线通信安全，防止和平时期敌对势力进行的无线网络信号侦收和网络攻击，是当前要重点关注的问题。

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【关键词】认知无线电 软件无线电 频谱资源

一、引言

随着无线通信技术的发展与无线通信业务范围的不断扩大，我们可以利用的频谱资源越来越少[1]。无线频谱作为一种可以为我们生活带来便利的宝贵资源，如何提高其利用效率是制约无线通信发展的一大难题。近年来人们越来越关注频谱资源的再利用技术。认知无线电（CR）技术是对软件无线电（SDR）功能的特殊拓展，有效解决了频谱资源无法高效利用这个制约无线通信发展的难题。

二、认知无线电技术概述

（一）认知无线电技术的概念。Joseph Mitola于1999年首先提出了认知无线电这一概念，在学术论文中对CR理论进行了描述，并在论文答辩过程中对该理论进行了详细阐述[2]。从广义上来看认知无线电的终端具有一定的认知能力，可以对所处的环境进行检测、分析和判断推理，并利用获取的结果进行传输参数调整，然后制定最佳的无线传输方案，该技术也可以称作智能无线电技术。CR技术可以自动为用户选择最佳的无线传输路径，也可以根据现有的情况主动发送信息或者延迟传输。

（二）认知无线电技术的主要特点1.认知的特点。CR可以在所处的工作环境中监测和感知信息，以特定的时间和空间为界，将部分没有被应用的频谱资源做上标记，进一步选择最佳的工作参数和频谱，这就是其认知的特点。CR认知的过程中可以分为感知、分析和判定频谱这三个部分。2.重构的特点。CR设备在所处的工作环境中可以进行动态编程，并且这些设备在收发数据过程中可以使用不一样的传输技术，在不影响授权用户使用的前提下，将感知到的空闲频谱提供给可靠的用户，这就是其重构的特点。如果频段已经被授权用户占用，CR可以运用一定的方式转换到其它空闲频段，或者通过改变调制和发射频率的方法继续使用该频段，并保障不影响首发用户的正常使用。

三、认知无线电技术的主要功能

目前CR技术的发展时间还不是很长，该技术的部分功能还没有完全实现，由Mitola 提出的认知循环还没有得到完全的应用。在设计和实现CR总体框架过程中，使用的组织架构不同其中的具体内容也有所区别。从整体意义上来说，CR系统应该具有检测、分析、调整等基本功能。

1.检测。CR由于所处的环境较为特殊，应该具备无线频谱检测的能力，并在可以应用的频段范围内全方位地进行精确检测，进一步发现可以利用的频谱资源。在这种情况下CR设备应该快速找出授权用户，并随时检测授权用户的活动情况，避免分配频谱过程中对授权用户造成干扰。2.分析。CR的分析内容有网络状态、设备性能和外部数据等，也包括对用户需求等相关数据分析。在设备检测到信息后通过分析对相关数据进行初步处理。在获取频段信息后对频点位置、用户位置和发射时间等进行分析，并研究信号通道状况、传输性能等对首发用户带来的干扰等，分析内容也有信息传输时间和带宽等。3.调整。CR设备完成检测和分析之后，根据相关的分析结果对功率控制、编解器和调制技术等进行选择和调整，并确定具体的发射时机和频点，以此保障传输过程的通畅。要完成这个过程CR设备必须有较高的性能，可以自由在不同传输方案之间进行转换，遇到突发状况能够及时停止，并在不影响授权用户的前提下提高传输效率。

四、认知无线电技术的实现方法

（一）灵敏度高的接收器。在使用CR之前应该评估其频谱功率密度，找出正在使用的频点[3]。在测量和评估频谱功率过程中需要用到灵敏度较高的接收器，以保障可以测量到区域边缘的信号。如某小区边缘有一台数字电视机，该电视机在接收信号过程中的灵敏度就接近接收器灵敏度的最大值，而CR要想检测到这一信号其灵敏度就需要大于数字电视机的灵敏度。如果CR接收不到这一信号，可能会错误地将该频点判定为空闲，进而在分配频谱过程中对数字电视带来干扰。该技术也涉及到对授权用户状态的检测和定位等，属于频谱资源检测中的重要设备。

（二）智能处理系统。CR设备根据检测结果对无线传输情况和传输带宽选择等进行分析评估，并确定多个技术参数的重要基础就是智能处理系统。当频谱被确定之后CR需要根据授权用户的干扰限值，进一步计算自身的传输参数。干扰强度可以通过授权用户的信号带宽和传输距离这两个因素确定，通过信号带宽可以得出扰装置的噪声门限，而扰装置接收到CR信号的强度可以通过距离确定。但这种分析方法较为简单，可以让CR首先对授权用户的数据传输速率和信号类型进行初步设别，根据这些额外的数据就可以得出扰装置的准确灵敏度数值。

（三）可重复配置的CR设备。CR设备主要根据可用频谱资源和干扰强度等数据的分析，对无线电的功率和各种技术参数进行调整，以此保障不影响授权用户的情况下提高信号传输效率。CR设备具有较宽的工作频带，在选择传输参数和传输方案过程中可以运用多种方法，并且可以实现快速切换，具有可重复配置和性能高的特点。CR可以看做是SDR在检测功能等方面的拓展，从CR的发展趋势来看，未来绝大部分CR设备可能都是以SDR为基础的，而SDR也将是CR技术的一种有效实现方法。

五、结语

认知无线电技术是无线通信领域中的一项全新技术，越来越受到人们的重视。虽然目前CR技术在发展过程中还存在一些限制，但相信随着无线电通信技术的不断进步，必将为认知无线电技术提供广阔的发展前景。

参考文献：

[1]李波，刘勤，李维英.认知无线电技术[J].中兴通讯技术，2010（02）.

[2]乔晓强，赵杭生，陈勇.认知无线电与频谱管理[J].军事通信技术吗，2011（01）.

[3]张爱清，叶新荣，丁绪星.认知无线电中的频谱管理技术[J].移动通信，2011（06）.

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关键词： 移动自组网；灾后营救；实时通信；通信系统

中图分类号： TP393 文献标识码： A doi：10.3969/j.issn.1006-2475.

Research on application of mobile ad hoc network in rescue after disaster

HUANG Chengbing1

（Computer Science Department， Aba Teachers College ， Wenchuan Sichuan 623002， China）

Abstract： Through the introduction of Mobile Ad Hoc network features、development and current situation， and with the comparison with existing means of communication， the paper indicates that， to a greater extent the mobile ad hoc could guarantee the smooth communication networking system during the process of tourism field position or post disaster rescue and modern war more. After that， the application prospect of mobile ad hoc networks in various fields are also presented.

Key words： mobile ad hoc； disaster rescue； real time communication； communication system

0 引言

近年来在世界范围内，灾后营救的话题已成为攸关民生与发展的热点与焦点。当严重自然灾害发生时，原有的基础通信设施大多受到损毁，从而给灾后营救的顺利开展形成障碍与阻力。当前，我国对各类人员实施营救位置确定以及灾难营救时所使用的通信联络方式主要有无线电台、卫星通讯、 3G图像传输这3种常规方式。但是，当被营救人员身处洪水、森林大火、地质灾害等危险区域时，由于这些灾害通常具备的突发性、毁灭性，将会给地面通信基站或交通枢纽等造成重大损坏，导致常规使用的通信手段已然无法满足救援人员的应急通讯需求。同时，传统的通讯大多基于TCP/IP网络协议，在通信过程中需要始终保存一条稳定的端到端通信链路。但在灾后应急通讯的条件下，由于通信环境将会转为极度恶劣，链路的频繁中断即会导致这样一条满足如上要求的链路必将难以获得全程畅通保障[1]。因而，如何建立并保持灾后营救过程中的及时通讯即已成为当前颇具研究实用价值的重要课题。

随着通信技术的飞速发展，对移动通信设备进行重新组合并构建临时通信网络 （即移动自组网）已经广泛应用于灾后营救应急通讯、军事通讯以及野外旅游通讯等各种过程与场合。与此同时，硬件设计方面正日趋完善，组成的移动自组网（Mobile Ad Hoc Network）也可称为 MANET，已经表现出诸多的优势特点。具体地，移动自组网不受时间、地点的限制，通讯时也不需依靠地面基站或者是控制中心的支持，而是只需利用多个可以实现路由功能的独立终端数据节点，建立临时的移动通信环境即可。综上可知，移动自组网具备了不需基础通讯环境、可自由移动、可任意增加或删除通讯节点等优良性质。基于此，本文即针对移动自组网的综合应用给出研究综述。

1 移动自组网的发展与现状

1.1 移动自组网的发展

移动自组网是美国国防部远景规划局（DARPA）在20 世纪 70 年代通过“在战场环境下采用分组无线网进行数据通信”研究时产生的新的网络技术手段。1983 年，DARPA即已开始启 动 SURAN （ Survivable Adaptive Network）以高效拓展 PRNET （ Packet Radio Network）项目中的各种技术手段，研究开发大型网络系统，并且设计提出网络自适应协议，从而满足不同地域战争的需要，为打赢战争提供通信技术保障。1994 年，DARPA正式提出了全球移动信息GloMo（Global Mobile Information System）项目，该项目的研发主要是为海陆空三军提供指挥中心与前沿阵地网络连接，保证通信联络畅通无阻，方便军队首长进行作战指挥。随着战争信息化条件的逐步提高，很多发达国家为作战军队配备了尖端的通信系统，保证作战的极速协调与完备指挥。因此，移动自组网的研究开发将为军队打赢高技术条件下的现代战争提供坚实有力保障。

由于最初移动自组网技术的产生主要是为满足军事领域的通信需求，而且相对于民用通信系统在各方面要求更高，军队通信系统同时还必须满足抗毁性、自组织性和机动灵活性这3个特殊要求。由此则必须使用通信节点能够任意移动并且自由组合的通信网络，从而形成新的移动通信自组网。

1.2 移动自组网的现状

随着通信技术的发展，无线移动终端进入了更新换代，体现在蓝牙技术的开发使用、远程红外技术的发展进步、Wi-Fi等无线通讯技术上，这就为移动自组网的开拓进步制造了有利契机，自组网在各领域的应用正日趋广阔，已经陆续应用在军事通讯、灾后营救、航海、航天、车载安全[2]通讯等多个方面。

1.3 移动自组网的结构

移动自组网是指通信中的多个移动节点或节点簇通过无线信号传输连接在一起的通信系统。通信过程中的每个节点都可以自由移动，每个通信节点既是信号接收点又是中继节点，在移动过程中完成信息的收发功能，正因为移动自组网的这一优点，才可保证其在网络结构发生变动时，通信联络不致出现中断[3]。在对旅游人员进行趋于地点定位或者是灾难发生后提供营救的过程中，当由于特殊工作环境限制了通信系统的使用效果时，就可以启用移动终端的自组网来完成需求信息的传递交流，并快速锁定目标所在位置，弥补原有固定通信系统的不足。

2 移动自组网的特点

2.1 广泛的环境适应性

移动自组网不类似传统的通信系统，因其没有中心控制节点，采用的却是分布式通信技术，移动自组网中的每个移动节点都可以自由移动、相互组合，不依赖任何设备。当网络中的某个节点发生了通信故障，其他节点还可以与临近节点随机组合保障通信畅通。移动自组网与传统的无线通信网相比，具有独立性和组合开放性，不受时间、地点的限制，随时构建，而且也无需再有其他基础设施的功能匹配辅助，在自身可调节掌握范围内即可完成通信任务。综上可知，在抢险救灾等重大任务的通讯联络中，移动自组网只需通过自身组网，而再无需借助地面基站或者是控制中心的基本支持。此时，救援队员只要随身携带手机、PDA、图像或者是语音传输系统等无线通信设备进入该地区，就能自由组网，实现通信指挥网络的全程畅通。

2.2 网络机动灵活

由于灾后营救行动过程的现场通信或对被施救人员的野外环境位置区域方位确定，或者是营救人员在各区域来回移动所需的实时通信，都在表明网络拓扑结构的组织力度仍有待完善，同时也要一并增强其扩展能力。而网络拓扑结构没有中心控制节点，任何2个相邻节点之间有一个位置发生了变化，都不会影响到通信功能，而是随机调用另一个临近节点的中继功能来实现通信网络的显示畅通。由此可见，移动自组网中的节点能够以任意速度、方式自由移动或者是以自身的原因加入、退出该自组织网络，而且都不会影响到通信的过程质量。由此得出自组网具有良好的机动性，能够保证灾后营救人员在营救时进行定位搜救，并保持与指挥中心通信联络的优质连续，便于指挥中心完成指挥调度，实现指挥中心对前沿的全局性合理督导。

2.3 组网成本低廉

通信网络有2种，分别是：无线通信网络和卫星通信网络两种，实现方式均为单跳型，由于在这些传统的通信网络中，节点收发设备信号的传播范围并非广阔，即使得多数情况下需要通过一定的技术措施来扩大网络的覆盖面积。一是对于基站和终端，要加大发射功率，二是可以创建多个基站，但这些做法最终都将造成组网成本的大幅提升。而对于移动自组网技术来说，其中使用的通信方式为多跳型。多跳型的通信方式主要是指当遇到节点和目的地出现不能成功对接通信的情况时，可以利用中间的节点分组转发节点和目的地的信号。通过对比这2种网络方式，可以明确知道，多跳组网具有显著优越性，一是其成本很低，二是功耗、电磁干扰等通信缺陷相对较少。多跳组网对移动终端发挥的作用则尤为显著，可使移动终端更趋灵活、且呈现更佳的便携性。

2.4 网络可靠性强

移动自组网主要通过网络分布的方式来实际控制和操作，这即使得移动自组网中的每一个节点都将居于同等地位和作用，因而这些节点都将具有相同的功能，具体就是要求每一个节点都能够具有路由和主机的功能。在移动自组网中，通信的传输链路不只是一条，而是会有很多条。因此，在传输过程中，可以采用路由算法来选择得到一条最佳的传输链路[4]。实际情形是：如果这个传输的链路出现了问题，假设其中的一个节点发生了损坏，那么系统就会选择另外一条链路来代替先前的链路，从而确保网络的正常工作运行。综上分析可得，移动自组网具有强大的抗破坏能力。这一特性将能可靠应用到执行野外作业以及灾后营救的过程中，可以使任何一个节点随时随地地加入和退出，从而确保了前方指挥中心通信网络不致因任何事件陷于故障或者摧毁。

2.5 移动自组网缺点

对比传统有线通信网络以及卫星通信网络，虽然移动自组网技术表现出显著鲜明优势，但却也仍然存在一定的问题，具体阐述如下：一是其无线传输带宽较低；二是容易受到一些自然因素的不利影响，通信链路的容量也并非恒定，在设计实现就会时常降级为单向无线信道；三是移动终端设备不一定都能满足要求；四是采用移动电源供电，能源极其有限；此外，还由于移动自组网的独特设计更使其同时存在一定的安全缺陷，诸如通道脆弱、拓扑结构动态、集中监控难于实现以及移动节点自身的安全性也未臻理想等方面。这些问题使得移动自组网在实施构建中面临严峻处境，因而在今后的课题研究中，需要逐步解决这些问题[5]。

3 移动自组网在灾后营救中的具体应用

3.1 移动自组网与常规无线电台的对比

在位置定位、灾后营救过程中，高频首选的通信手段就是常规无线电台，因其携带方便、成本较低，最重要的就是还可以进行远距离通信，但在如上优势背后还需看到，这一技术手段的通信带宽却有着一定局限，只能使用单通道进行传输。在此情况下，只有语音信号能够完成传输，而图像信号却只会处于传输范围外，这就使得前方指挥中心并不能充分了解前方现场的情况，从而无法作出最佳决策。而且，不仅如此，常规无线电台还表现出频道数量少、通信方式组播的缺点，由此将使得多方力量协同救援时，就会产生通信混乱。

相比常规无线电台来，移动自组网通信的优点就愈加明显。一方面，其通信带宽足够大，既能够传输图像信号，又能够多方位、多角度地报道现场情况，从而能够助力后方指挥中心精准制定关键决策，为救援现场提供了现实理想的技术保障。另一方面，在传统的组播通信方式的基础上，移动自组网通信融入了点对点的方式，使得上级对下级发出命令时可以同时进行安排部署，避免了通信混乱，从而更加快速、高效地调动集结救援队伍。

3.2 移动自组网与 3G 图像传输对比

目前，公安消防部队在组建现场通信时，通常使用3G 图像传输方式，这种方式主要是通过便携式终端采集图像信息，并由无线基站接收信号，再通过有线通信线路进行传输，进而抵达指挥中心。但是，由于灾害降临时，无线通信基站以及有线线路一般均会中断，使得此时将无法正常使用3G 图像的传输方式[6]。而移动自组网技术具有适应性强、网络可靠的特点，所以就能够在这些相对极端的环境下，依然保持良好通信传输，最终，在抢险救援中发挥重要的作用。

3.3 应用范围

众所周知，灾难营救现场大多将遭遇道路不通、通信中断、基础设施损毁、工作人员稀少等考验，此时要使营救工作快速有效展开，基础的通信保障将是必不可少、至关重要的。然而原有的通信设施大多损毁，重新架设即使在电力正常、道路优良的情况都需要花费大量时间、 人力、物力。移动自组网则具有无需基础设施、能够方便快捷地增加或删除一个节点（施救人员）、各个节点可以随意移动、能够快速实效地地建立起一个临时通信网络等优点，因此尤为适合这一类的灾后营救现场。移动自组网通过采用“存储/携带/转发” 的方式进行信息的传递，同时可以采用称之为摆渡节点的外界节点进行辅助路由[7]。在灾难营救现场，为了尽量缩短消息延迟，同时还可以在空中规划一定数量的携带有通信设备的无人机增强消息的传输效率，保持与指挥部的及时通信。

4 结束语

针对移动自组网技术，文中以其发展过程以及其自身具有的一些优势为主要内容线索，通过对比野外环境的地域定位功能以及灾后营救通讯使用的相关手段，可以得出，即使在无线基站损毁、通信线路瘫痪、道路不通等极端环境中，移动自组网也能够高效率运转，从而实现紧急状况下的通信指挥功能。另外，虽然目前移动自组网技术还存在着一些现实问题，主要表现在动态路由算法的工作效率低、功耗高，通信系统生存时间较短等方面，但是在今后的实践研究过程中，移动自组网必将逐渐跃升为灾后通信指挥应用中核心重要的技术组成部分，从而获得未来广阔的应用发展空间。

参考文献：

[1] 王勇.面向灾难营救场景的延迟容忍网络路由技术研究[D]. 长沙：国防科学技术大学，2013：1-9

[2]冯玮，范业仙，林峰.NS2在车载自组网仿真中应用研究[J]. 韶关学院学报，2015，36（8）：22-26.

[3] 张程.移动自组网的关键技术研究[D].重庆：重庆大学，2010：2-5.

[4] 杨铭熙.移动自组网安全路由技术的研究[D].武汉：武汉理工大学，2007：1-4.

[5] 黄清元.移动自组网可信安全路由技术研究[D].长沙：国防科学技术大学，2008：1-9.

[6] 刘超慧，吴庆涛.基于卫星通信和 3G 技术的消防通信指挥系统[J].新乡学院学报（自然科学版），2011，28（4）：346-348.

[7] 陈超.移动自组网技术在消防部队抢险救援通信保障中的应用[J].消防技术与产品信息，2012（10）：16-19.

作者联系方式：

姓 名：黄成兵

出生年月：1980年11月

出 生 地：四川省宜宾市

单位全称：阿坝师范学院计算机科学系

职 称：副教授

学 位：硕士

研究方向：计算机网络技术

通讯地址：四川省阿坝州汶川县水磨镇 阿坝师范学院

邮 编：623002

作者Email：

联系电话：18942828000

基金来源： 四川省教育厅自然科学重点基金资助项目（14ZA0306）；阿坝师范学院重点基金项（ASA12-23）

邮寄地址：四川省成都市都江堰市彩虹大道北段329号堰山和畔

收件人：黄成兵

联系电话：18942828000

2、 论文需要开具发票

发票抬头为：阿坝师范学院