軍隊無線電臺組網應用與設計

楊穎

摘 要：電子通信技術的快速發展有力地促進了軍隊作戰指揮信息化，已經開發了許多的信息化系統，比如軍用物資調度系統、戰場實時指揮系統等。軍隊作戰指揮時多處于野外，需要使用分組無線網絡將各類型的作戰設備連接在一起，實現通信傳輸。文章詳細地分析了軍隊電臺無線通信組網的架構，設計了通信組網過程中終端節點、網關節點，研究了通信網絡路由策略，探討了分組無線網絡中路由表、關鍵技術互聯互通等關鍵技術。

關鍵詞：軍隊；無線電臺；通信網絡；路由表

戰爭信息化是電子技術、通信技術等發展的產物，也是電子戰的一種重要形態。電子戰爭中，竊取敵方通信內容、破壞敵方通信設施已經成為電子反對抗的重要手段，也是打贏信息站的重要因素[ 1 ]。軍隊電臺是作戰指揮過程中語音和數據傳輸、接收的重要設備，提高軍隊電臺無線通信的帶寬及安全性，可以保證通信的質量和機密[2]。軍隊電臺分布地域廣，通常采用分組無線網（PRN）進行傳輸分組交換，分組無線網絡主要包括3種類型，分別是集中式的星形拓撲架構、全分布式拓撲結構或分層式網絡結構。集中式上行數據、下行數據都采用一跳原則完成通信；全分布式拓撲結構要求無線電設備具有相同功能，不使用中心控制站，每個節點都需要具備較大的存儲轉發能力，無線傳輸可以經過多跳完成通信[3]。分層式網絡結構集成了集中和分布式網絡結構的兩種優勢，是一種自組織無線通信網絡，該網絡中的每個節點都可以自行管理、自行組網，適應拓撲結構的變化，能夠將網絡節點劃分為兩層連接分群網絡，群中的節點分別是普通節點、群首節點和網關節點，群首節點可以與群內其他節點采用一跳通信，群首節點具有控制中心最哦用，各群通過網關節點互聯互通。

1 軍隊電臺無線通信組網總體設計

1.1 通信組網方式

軍隊電臺采用分組無線網絡可以采用全分布式網絡拓撲結構，分組無線網絡在通信傳輸過程中，電臺網絡拓撲架構如圖1所示。

無線電臺分組無線網絡中，其節點包括2種，分別是終端節點和網關節點。終端節點需要完成數據發送、數據接收的功能，因此終端節點的硬件部分主要由電源模塊、電源管理模塊、時鐘模塊、射頻天線單元、LED顯示模塊、信號調理模塊和傳感器模塊共同構成。網關節點的主要作用是實現數據匯聚和轉發功能，并且在分組無線網絡中，網關節點可以自由靈活放置，主要有電源模塊、時鐘模塊、處理器、射頻天線單元、LED顯示模塊共同組成。

1.2 通信網絡路由策略

1.2.1 路由發現

簇成員節點需要發送數據分組時，該節點歸屬簇的簇頭可以使用專有信道向其鄰居簇頭廣播路由請求包RREQ，RREQ格式及內容為：源簇頭IP地址、目的地IP地址、隨機數、中繼簇頭IP地址、中繼簇的簇成員數、中繼簇的簇成員IP地址。RREQ使用源簇頭IP地址、目的地IP地址和隨機數3項內容組成的序列號作為路由新鮮度的標識。中繼簇頭節點收到RREQ包之后，其可以查詢自己的路由表中是否包含到達目的地節點的有效路由，如果沒有查詢到，中繼簇頭節點則需要更新其所維護的簇成員歸屬列表和簇頭圖等信息；如果查詢到到達目的地節點的路由或者該節點就是目的地節點，節點就回復且發送一個路由響應包RREP到源節點，更新RREP的序列號和反向路由路徑，轉發數據包RREP的中間節點可以根據簇頭圖計算下一跳地址，并且使用最短路徑Floyd-Warshall算法求解最優路徑，轉發數據包到源節點。

1.2.2 路由維護

目的節點的歸屬簇頭發生變動時，導致原有的路由不可用，則目的節點的簇頭重新發起路由發現，直至尋找到能夠轉發數據包到達目的節點的中繼簇頭。

中繼節點在轉發數據信息的過程中，如果發現某一個數據鏈路已經斷掉，則可以刪除包含改鏈路的路由，并且同時以自身節點為源節點，再次執行路由發現，將數據包緩存在本地網絡；在設置的時間內，如果沒有收到RREP數據包，則丟棄路由發現傳輸的數據。

2 軍隊電臺無線通信分組關鍵技術

2.1 分組無線網及路由表設計

軍隊電臺構成的分組無線網絡采用分層式網絡拓撲結構，其可以將電臺連接在一起，選取一個集中控制中心，使用IP協議進行通信傳輸，分組無線網絡之間的通信可以采用直達路由、多跳路由方式完成通信[4]。分組無線網絡通信過程中，路由表是非常關鍵，其可以記錄網絡拓撲架構，以便能夠實現節點之間的通信是完全可達的。電臺定期發送路由公告信息，獲取路由拓撲結構，如表1所示。

2.2 與其他網絡互連互通設計

分組無線網絡與其他網絡互聯互通過程中，分組數據存儲轉發需要使用網絡控制設備進行，以便能夠實現不同網間的中繼路由、轉換協議等[5]。一般情況下，中繼路由采用靜態路由，互聯網控制設備收到的IP報文可以發送給分組無線網絡時，可以使用控制設備將IP報文進行封裝成隧道IP報文，按照隧道出口地址可以將報文發送至分組無線網，分組無線網絡接收之后，可以將隧道IP報文解封，轉換為分組無線網可以識別的數據。

3 結語

隨著無線網絡、電子設備的快速發展和應用，戰場信息化通信比較得到更多的研究，可以設計更快、更可靠的無線網絡進行數據轉發，能夠實現戰電臺等多種指揮設備進行信息共享。

[參考文獻]

[1]蘇儉，郭偉，任青春，等.一種基于軟件無線電臺的組網方案設計[J].電子科技大學學報，2003（5）：560-563.

[2]羅林，陳硯圃，張長青，等.基于多信號干擾的無線電臺頻率指配算法[J].現代電子技術，2015（5）：39-42.