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link16原理与应用
Link 16是一种无线通信协议，用于在军事系统中进行数据交
换和共享。
它的原理和应用如下：
原理：
1. 调频多址：Link 16使用频分多址技术，将无线信道分成多
个小信道，使多个用户可以同时进行通信。
2. 时间分帧：Link 16使用时间分帧技术，将通信时间分成多
个连续的帧，每个帧包含多个时间槽，每个时间槽是一个短时间间隔，用于发送数据。
3. 时隙划分：每个帧由多个时隙组成，每个时隙用于传输特定类型的数据，如位置信息、目标跟踪等。
4. 自适应速率：Link 16根据信道质量和网络负载自适应调整
数据传输速率，以提供最佳性能和容量。
应用：
1. 战场管理：Link 16可以用于在战场上的各个战术平台之间
传输和共享关键信息，如航空器的位置、目标信息、作战计划等，以提高指挥决策的准确性和效率。
2. 空中战斗：Link 16可以用于在空中战斗任务中的多个空中
平台之间进行实时数据交换，以提高编队成员之间的合作和战术行动的协调。
3. 舰艇作战：Link 16可以用于在多个舰艇之间进行实时数据
交换，以共享敌方目标信息、航向和速度等，从而提高反舰作战的效果和生存能力。
4. 地面指挥与控制：Link 16可以用于在地面指挥与控制中心
和战术车辆、士兵之间传输和共享实时情报、作战计划和指令，
以提高指挥员的监控能力和决策速度。
总而言之，Link 16是一种强大的军用通信协议，可以实现实时、安全和可靠的数据交换和共享，为军事系统提供高效的指挥、控制和战斗能力。
美军TTNT数据链发展应用现状金荣1，张衡阳2【摘要】TTNT数据链是一种基于IP的航空Ad hoc网络，是美军正在研制的新型先进武器协同级数据链。
本文简要阐述了TTNT数据链的基本情况、技术特点、性能指标，回顾了它的发展历程，抛砖引玉地分析了其中主要关键技术，其MAC协议、路由协议和物理终端电台的设计紧紧围绕着打击“时敏目标”的要求展开，旨在实现空-空和空-地低时延网络通信。
【期刊名称】现代导航【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3【关键词】战术瞄准网络技术；数据链；自组网0 引言近几次高技术局部战争表明，美军现有武器装备和技术已基本具备精确打击固定目标的能力，但是打击活动目标（时敏目标）的能力则不够充分。
因此，美军决定要发展一种支持实时火控过程，灵活、动态、快速、大容量的战术数据链，快速而准确地协同感知和确定战术目标的位置，并进行快速精确协同打击。
2001年美军启动的战术瞄准网络技术（Tactical Targeting Networks Technology：TTNT）是当前航空数据链中最为先进的技术之一[1]。
10多年时间内经过多次试验，结果表明该技术已经逐渐成熟，作为美军战术数据链，在未来作战应用中将发挥重要的作用。
1 TTNT数据链简介1.1 研究目标在目标探测、主动识别、瞄准、打击、摧毁的全过程中，TTNT提供为预警机、战斗机、无人机、情报和监视侦察平台以及地面作战平台之间提供鲁棒的、高性能、互操作的低时延数据通信，能够快速定位“时敏目标”，支持实时火控过程，同时使附带毁伤最小。
1.2 技术特点（1）架构：专用Ad hoc网络，可以实时重构并具备灵活性；（2）体系：采用IP协议体系结构，易于与其它网络互通；（3）有效性：网络带宽宽、时延小、高优先级信息接入成功率高；（4）可靠性：网络健壮，自愈性强，可动态自配置；（5）灵活性：通信容量视战况实时配置，用户入网/退网方便；（6）兼容性：作为一个模块加装在Link-16终端上，采用J系列报文消息格式，与Link-16完全兼容，并可通过网关接入全球信息栅格；（7）多元性：业务多样，包括文本聊天、电子邮件、静止图像文件共享、双向视频流、目标瞄准、基于IP的飞行任务信息以及跟踪数据态势感知。
Ad Hoc战术网络路由协议研究——AODV协议的设计与仿真的开题报告一、选题背景与意义随着无线网络技术的迅速发展，灵活性高、覆盖范围广的Ad Hoc网络已经成为研究热点。
然而，在无线Ad Hoc网络中，由于节点的动态性和不稳定性，网络拓扑变化频繁，网络效率和数据传输质量都受到很大挑战。
在这种情况下，合适的路由协议可以大大提高网络的联通性和吞吐量，保证数据传输的稳定性和可靠性。
AODV （Ad Hoc On-demand Distance Vector Routing Protocol）是一种经典的基于距离向量的Ad Hoc网络路由协议，该协议的核心思想是按需建立路由，通过链路状态查询和路由发现，及时获取网络拓扑信息。
在Ad Hoc网络中应用广泛，并且与其他路由协议相比，具有更低的网络负载和更快的数据传输速度。
研究和实现AODV协议，并对其在不同场景下的性能进行评估和优化，对于提高Ad Hoc网络性能和应用效果具有重要意义。
二、研究内容和方法1. AODV协议设计细节：设计并实现AODV协议的核心算法和关键功能。
包括路由表的建立、维护和更新；链路状态查询和路由发现；路由信息的传递和更新等。
在理论上掌握AODV的优化方法，提高路由协议的效率和稳定性。
2. 网络仿真平台搭建：实现Ad Hoc网络仿真模拟环境的构建和模拟，包括拓扑结构的搭建、节点分布规律、节点移动模型和网络数据流的模拟等。
选用Ns-3（Network simulator 3）平台进行网络仿真，通过该平台评估和分析AODV协议在不同网络场景下的性能和优化策略。
3. 仿真性能评估：设计仿真实验并收集网络性能数据，对不同参数和场景下的AODV协议进行性能评估和分析。
包括路由发现时间、路由重构时间、网络吞吐量、平均端到端延迟等指标的分析。
基于仿真结果，分析AODV协议的性能优化策略和改进思路。
三、预期成果和意义本研究预计可以设计实现AODV路由协议，并基于Ns-3平台搭建Ad Hoc网络仿真环境，进行性能数据测试和分析。
研究生学位论文高速移动自组网OLSR路由协议研究与改进年级二○○四级姓名申请学位级别硕士专业计算机应用技术指导教师Classified Index: TP393.04U.D.C: 618.14Southwest Jiaotong UniversityMaster Degree ThesisRESEARCH AND IMPROVEMENT OF OLSR PROTOCOL FORMANETGrade:Candidate:Academic Degree Applied for: MasterMajor: Computer Application TechnologySupervisor:摘要本论文所反映研究工作的背景是四川省网络通信技术重点实验室与××研究院的合作预研项目：“无人机战术网”（UAS-TN –Unmanned Aircraft System Tactic Network）。
由于该网络的节点工作于敌对的空间，通信条件恶劣；因此，有必要重新审视传统的自组网络的体系结构和相关路由技术，所以，本项目的研究重点是以自组网络中使用最广的路径信息交换协议和路径选择算法为对象，针对UAS-TN的需要进行适应性的改进。
在本项研究中，笔者以自组网络中先应式路由协议的代表——OLSR（Optimized Link State Routing最优化链路状态）路由协议为对象，对该协议的性能进行了分析和仿真实验；根据实验结果进一步探讨了对该协议的改进方案。
笔者具体的研究工作和贡献包括：⏹由于节点的高速移动性,现有的OLSR（Optimized Link State Routing）路由协议在选取MPR（Multipoint Relay多点中继）集时没有考虑到一定的冗余,这样使得占用大量网络协议资源选择的路由信息在很短的时间内变的不可达,从而不得不重新选择路由,这样势必造成很大的带宽和资源浪费。
2021年5月第57卷第5期铁道通信信号Railway Signalling&CommunicationMay 2021Vol. 57 No. 5f m m•m m jT D C S/C T C系统内 O SP F与 E IG R P路由协议共存方案周学兵冷俊费振豪摘要：T D C S/C T C系统早期网络设备采用EIGKP路由协议，而当前大多教通用网络设备采用O S P F路由协议.3为实现E IG R P与O S P F的并存，本文提出了 一种在TDCS/CTC'系统内OSPF 与EIG R P路由协议共存的组网方案。
关键词：列车调度指挥系统/调度集中系统；通用网络设备；路由协议；路由重分布中图分类号：U285.4 文献标识码：ADOI：10. 13879/j.issn. 1000-7458. 2021-05. 21030Abstract：EIGRP protocol was used in network equipment in the early phase of the TD C S/C TC while OSPF protocol is used in current network equipment.S o,a networking scheme,in which both EIGRP protocol and OSPF protocol can be supported,is proposed.Keywords: TD C S/C T C；General network equipment；Routing protocol；Route redistribution列车调度指挥系统（T D C S)/调度集中系统(C T C)早已在全路装备并运营，网络规模很大，站点已达数千个。
由于TD CS/CTC'系统开发较早，路由是采用EIG RP协议（增强内部网关路由协议），而国内厂商一直没有开发与EIG R P协议兼容或运行的网络设备；通用网络设备一般采用O S P F路由协议（开放式最短路径优先），具备规模应用前提条件。
一种新型机载战术网络下的内容驱动路由协议邹鑫清; 吕娜; 陈柯帆; 刘创; 曹芳波【期刊名称】《《计算机工程》》【年(卷),期】2019(045)008【总页数】7页(P113-119)【关键词】航空集群; 机载战术网络; 软件定义网络; 信息中心网络; 内容驱动路由协议【作者】邹鑫清; 吕娜; 陈柯帆; 刘创; 曹芳波【作者单位】空军工程大学信息与导航学院西安710077【正文语种】中文【中图分类】TP3910 概述随着当前信息化战场的动态性日益增强,催生了许多新型作战理念和模式。
借鉴生物集群概念,航空作战领域的研究人员提出了航空集群作战理念。
航空集群由大规模有人/无人飞机组成,集群成员通过协同工作完成复杂任务,实现平台能力最大化。
而信息交互是航空集群成员认知战场态势并产生协作的前提。
因此,构建符合未来航空集群作战应用需求的通信网络,是航空集群发挥实际作战效能面临的重要挑战。
机载战术网络(Airborne Tactical Network,ATN)是指在航空平台及其与各平台间提供战术信息交互服务的通信基础设施。
在ATN中,节点具有路由功能,在负责转发数据、建立多跳连接中发挥重要作用。
现有的航空网络路由协议研究主要有：文献[1]提出的多路径路由算法大大降低了平均端到端中断率;文献[2]提出优化链路状态路由(OLSR)协议,提高了网络的可靠性;文献[3]提出一种能量感知路由协议,在延长网络寿命的同时减少了平均端到端延迟。
现有路由协议解决了航空网络的问题,但对于ATN,一方面传统的ATN针对具体空战场景设计，这种架构设计使得传统ATN提供的通信服务紧耦合于作战应用,也使得传统ATN下的路由协议难以支撑航空集群各成员间的灵巧作战协同[4-5]。
另一方面,传统ATN下的路由协议没有考虑信息内容本身[6],导致网络在路由转发的过程中无法为不同的信息内容提供差异化的通信服务。
从以上研究可以看出,紧耦合于作战应用的传统ATN架构和ATN架构下的路由协议设计思路，难以满足任务需求动态多样的航空集群平台的通信需求[7]。
因此,在对ATN架构进行设计改进的同时也需要研究新型架构下的路由协议,以满足航空集群战术信息交互需求。
为提升网络能力,文献[8-9]将一种全新的软件定义网络(Software Definition Network,SDN)范式应用到机载战术网中。
SDN将数控平面分离,提升网络管控的灵活性和效率[10]，但其没有考虑到信息内容本身,导致差异化的网络服务以及高价值信息的高效传输无法实现。
信息中心网络(Information CentricNetwork,ICN)是以信息内容为中心,根据信息的具体内容对信息进行命名的架构[11-13]，为解决网络无法为不同的信息内容提供差异化的通信服务提供了解决思路[14]。
SDN和ICN从不同角度弥补了机载战术网络在航空集群作战背景下的不足。
因此,本文将SDN、ICN融合到ATN中,提出软件定义信息中心机载战术网络(Software Defined Information Centric-Airborne Tactical Network,SDIC-ATN)架构，并以此架构为基础,从网络性能考虑,设计一种内容驱动的路由协议(Content-Driven Routing Protocol,CDRP),为不同的信息内容提供差异化的通信服务。
1 SDIC-ATN架构在传统的ATN架构设计中，由于数控不分离,导致网络管理较为复杂。
在现阶段,从SDN的角度出发,在异构网络融合时将网络分为应用平面、控制平面、数据平面和管理平面。
由于SDIC-ATN参考了SDN的网络范式,因此也将SDIC-ATN分为这4个平面,其中应用平面与控制平面通过北向接口连接,控制平面与数据平面通过南向接口连接,管理平面通过管理接口与应用平面、控制平面和数据平面相连。
SDIC-ATN的总体架构如图1所示。
图1 SDIC-ATN基本网络架构数据平面是SDIC-ATN的基础平面，平面由ATN的通信传输设备组成,在SDIC-ATN中将其称为网络设备,主要功能是根据控制平面下发的相关配置内容，对平面内的数据包进行传输以及收集网络拓扑等网络状态信息,并将其发送给控制平面。
SDIC-ATN参考了ICN的数据传输模式。
假设网络设备D需要某个信息内容,通过发送兴趣包使得网络明确网络设备D对信息内容的请求,从而寻找到符合相应要求的网络设备E,网络设备E将包含网络设备D需要的信息内容的数据包发送给网络设备D,完成信息交互。
控制平面是SDIC-ATN的核心部分,由ATN的网络管理设备组成,在SDIC-ATN中将其称为控制器。
一方面,控制器通过南向接口协议对底层网络设备进行集中管理、状态监测、转发决策以处理和调度数据平面的流量;另一方面,控制器通过北向接口向上层应用开放多个层次的可编程能力,允许网络用户根据特定的应用场景灵活地制定各种网络策略,将应用平面的请求映射到具体的网络设备的同时,也为应用平面提供了底层网络抽象模型。
SDIC-ATN控制器的部署是实现控制平面构建的基础,控制器的位置直接影响到网络的时延、效率以及可靠性[15-16]。
由于大型空中平台有较高的计算能力、较强的生存能力、较好的综合信息处理能力和信息感知能力以及较强的鲁棒性,因此为了便于任务规划系统与控制器间进行快速的信息交互和协调策略计算,控制器应部署于大型空中平台上,如预警机、指通机等,便于掌握全网信息。
控制平面主要有映射模块、资源数据库模块以及链路探测模块等。
应用平面由各种网络应用模块构成,实现了用户定义的高层次网络控制逻辑。
这些应用模块利用控制平面提供的可编程接口，将高层次网络控制逻辑转化为数据平面可识别的底层网络控制逻辑来控制数据平面的设备,满足用户的需求。
在应用平面中,本文设计的内容驱动路由协议的实现需要调用控制器中的映射模块。
映射模块完成由信息内容到地址的映射。
信息内容经过南向接口传送至控制器中,控制器通过映射模块对包含信息内容的数据包进行相应处理,将信息内容转化为地址,再经过南向接口将包含地址的数据包下发给相应的底层设备,底层设备根据地址信息进行路由决策与转发。
管理平面通过管理接口对SDIC-ATN网络进行管理,如管理控制器的部署、网络设备初始化配置等。
管理接口负责支持管理平面对整个网络进行有效的网络管理。
北向接口连接应用平面和控制平面,主要是为应用程序开发人员提供一个途径来开发网络的新功能,接口的设计需要密切考虑应用的需求,为应用提供数据平面的逻辑抽象和模型。
通过将接口进行封装,并对上层应用开发者进行开放,能使开发人员根据自身的需求,灵活地配置、增加或删除业务,允许用户定制、二次开发以及集成第三方业务,实现了控制器与开发人员间的交互。
由于应用平面中的路由协议需要调用控制器中的映射模块,北向接口需要支持对控制器中映射模块的调用,因此需对现有的北向接口进行开发,具体技术问题本文不再进行详细讨论。
南向接口连接数据平面和控制平面,完成控制平面与数据平面间的交互及部分管理配置功能。
在SDIC-ATN中,控制器需要通过南向接口指导数据平面进行信息内容的传输。
同时,由于SDIC-ATN网络的拓扑结构高速动态变化,OpenFlow协议无法满足网络快速传输信息流的要求,因此应对现有的OpenFlow协议进行扩展,具体技术问题本文不再进行详细讨论。
2 内容驱动路由协议2.1 路由建立机制为实现数据平面中网络设备的相互通信,首先对控制器进行初始化。
本文设计一个扩展后的OpenFlow协议来保证SDIC-ATN的正常运作,由于具体过程不是本文研究重点,在此不做阐述。
在SDIC-ATN中,将内容请求称为“兴趣”。
当网络设备接收到“兴趣包”时,它会返回一个“数据包”到请求节点，数据包跟踪到请求节点的路径。
后续中间节点可以对相同兴趣包进行进一步转发,而不需要通过SDIC-ATN服务器提供。
本文假设网络设备B为源节点,网络设备E为目的节点。
从网络设备B到网络设备E有2条路径,分别是路径1:B—C—E和路径2:B—D—E。
网络设备B收到一个数据包后,其转发信息库(FIB)缺乏相关的路由信息,数据包只能排队等待,并通过扩展后的OpenFlow协议向控制器发送兴趣消息(见图2(a)),兴趣消息包含数据包的内容名称(SIAN-ID)、序列号(CSN)、网络设备B的地址、网络设备E的地址和一些其他相关数据等。
本文假设控制器经过计算后得到路径2的路由更优,将其存储在路由信息库(RIB)中以便下一次决策。
接着通过扩展后的OpenFlow将路由消息返回给网络设备B以及所得路由中的所有路经节点(见图2(b)),路由消息中包含信息优先级标号(Priority-ID)和各自节点的相关路由信息。
网络设备B、D、E收到路由消息后将相关路由信息存储在各自的FIB中以便进行下一次查找转发。
随后网络设备B开始按路由消息沿着路径2转发兴趣消息至网络设备E,网络设备E收到兴趣消息后将数据消息原路返回。
当转发信息表已满时,之前的条目必须被删除,并由新的条目替换。
这个操作可以由控制器来辅助,也可以由节点在固定和简单规则的基础上自动执行,具体规则本文不作介绍。
图2 SDIC-ATN网络中的信息交互示意图根据所选的命名方法,SIAN-ID可以是固定的或可变的,并且支持不同的命名模式。
CSN可以作为内容名称的一部分,或者显式地添加为可变长度可选字段,还可以识别内容的类别(如指令消息或话音消息)。
兴趣消息的格式如图3所示。
但在实际情况中,在SDIC-ATN的环境下根据数据包的内容来匹配任意长度的名称是相当复杂的,并且在硬件中难以实现。
使用固定长度的表达式来命名内容不适用于大多数命名模式,并且可能会限制整个架构的灵活性。
图3 兴趣消息格式控制器接收到兴趣消息后,查找本地路由信息库(RIB),若RIB中无关于此类消息的路由信息,就通过北向接口调用上层应用平面中的内容驱动路由协议来确定信息优先级并计算路由消息,路由消息格式如图4所示。
图4 路由消息格式SDIC-ATN网络中的信息传输流程如图5所示。
图5 SDIC-ATN网络中的信息传输流程2.2 异常处理机制当路由转发机制异常时,数据包无法找到下一目标节点,导致转发失败从而产生拥塞。
此时直接调用基于多维感知的路由选取算法(Multi dimensional Perception OLSR,MPOLSR)来选择下一跳节点,如图6所示。
MPOLSR与OLSR相同,使用多点中继(MPR)节点转发消息以降低开销。
MPOLSR路由选取算法流程如图7所示。
图6 异常处理机制示意图图7 MPOLSR路由选取算法流程连接链路时间T定义为:(1)其中,m=Vi×sin θi-Vj×sin θj,n=Xi-Xj,o=Vi×sin θi-Vj×sin θj,p=Yi-Yj,Vi、Vj表示节点的平均移动速度,θi、θj为节点的移动方向,(Xi,Yi)和(Xj,Yj)分别为节点i、j的坐标。
