战场自组网

自组网通信技术在应急救援领域的应用分析鲁保坤发布时间：2023-07-04T02:36:38.298Z 来源：《中国科技信息》2023年8期作者：鲁保坤[导读] 要确保紧急救助工作可以高效稳定地进行，必须要有可靠的通讯技术为其服务。

但是当不同类型的自然灾害出现时，受灾区往往会因为多种客观原因而造成通讯的中断，从而与外面的世界失去了联络。

而利用WLAN通信技术，可以很好的解决这个问题，WLAN通信本身所具备的不依赖基础设施、快速扩展、组织自我修复的强大的抗毁能力，使得WLAN在灾难发生之后，即使是在一个复杂而又混乱的灾难环境下，WLAN也可以在最短的时间内修复灾区的网络，为后续的救灾工作打下基础。

中国联通软件研究院南京分院江苏南京 210000摘要：要确保紧急救助工作可以高效稳定地进行，必须要有可靠的通讯技术为其服务。

但是当不同类型的自然灾害出现时，受灾区往往会因为多种客观原因而造成通讯的中断，从而与外面的世界失去了联络。

而利用WLAN通信技术，可以很好的解决这个问题，WLAN通信本身所具备的不依赖基础设施、快速扩展、组织自我修复的强大的抗毁能力，使得WLAN在灾难发生之后，即使是在一个复杂而又混乱的灾难环境下，WLAN也可以在最短的时间内修复灾区的网络，为后续的救灾工作打下基础。

关键词：自组网通信技术；应急救援领域；应用1自组网通信技术概述无线自组网是利用无线连接来通信，各个节点能够移动，构建出多个网络，网络中各个节点的能力是相同的，地位也是平等的，各个节点都可以随时加入、离开。

与传统的无线通信网络技术不同。

传统的无线通信网络技术需要各类设备的支持才可完成工作，而无线自组网技术可以完成自行组网，不需要其他固定设备。

另外非常重要的一点是，无线自组网系统中的每个节点都能自由移动，每个节点设备都能充当信息的收发器与路由器的角色，这一特点使得无线自组网在网络拓扑结构发生变化的时候，单个节点终端通信不至于中断。

一种军用自组织网络体系结构的设计战术通信网的主要任务是为战术兵团和部队（分队）指挥提供保障，主要由便于携带的或车载的野战通信装备组成，通信手段以移动（无线）通信为主。

战术通信网对于保障战场环境的军事通信至关重要，世界上许多国家都给予了高度重视，如美军已经制定了战术互联网的相关标准――MIL-STD-188-220B。

当前，对于节点可以移动的战术网，保证网络的性能和通信的可靠性是一项急需解决的长期性工作。

自组织网络是一种对等式网络，它源自美军上世纪70年代提出的分组无线电网络。

自组织网络具有自组织特性，结点无需人工干预，可快速自动组网。

自组织网络通常采用无线通信技术，网络中的结点互相作为其邻居结点的路由器，通过中间结点的转发实现结点间的通信。

自组织网络的运行不能依赖于任何预设的固定网络设施，结点可以随意移动，它可以在没有或不便利用现有的网络基础设施的情况下提供一种通信支撑环境。

因此，自组织网络特别适用于战术通信环境和“动中通”的要求。

鉴于上述因素，本文提出了一种战术自组织网络体系结构，目标是为战术通信，特别是战场环境提供一种可靠、灵活的通信支撑平台。

一、自组织网络的体系结构自组织网络可以分成两种结构：平面结构和分级结构。

平面结构中，所有结点的地位平等，所以又称为对等式结构。

而分级结构中，网络被划分为簇，每个簇由一个簇头和多个成员节点组成，簇头结点负责簇间业务的转发。

根据不同的硬件配置，分级结构又可以分为单频分级和多频分级两种。

单频率分级网络只有一个通信频率，所有结点使用同一个频率通信。

为了实现簇头之间的通信，需要有网关结点（同时属于两个或多个簇的结点）的支持。

簇头和网关形成了高一级的网络，称为虚拟骨干。

而在多频率分级网络中，不同级采用不同的通信频率。

低级的结点的通信范围较小，而高级的结点要覆盖较大的范围。

高级的结点同时处于多个级中，有多个频率，用不同的频率实现不同级的通信。

两级网络中，簇头结点有两个频率。

自组网通信技术在应急救援领域的应用分析摘要：当应急救援部队深入救援现场时，只有通过现代化通信技术才能与现场外部的指挥进行实时沟通，帮助救援人员接收到行动指令，确定现场救援的具体位置。

这就需要应急救援所应用的通信技术必须高效稳定，而应急救援现场环境的恶劣程度也对通信技术提出了更高的要求。

自组网通信技术不依赖于基础的通信设施，并且其具有很强的抗毁性，能够很好地满足应急救援现场的实际需要，帮助后续救援工作有序展开。

关键词：自组网；通信技术；应急救援引言为了保证应急救援工作能够高效、稳定的开展，就应当以坚实的通信技术作为基础所在。

然而，在各种自然灾害发生时，受到灾害影响的区域很可能会由于各种客观因素的影响而导致通信中断，直接与外界失去联系。

而无线自组网通信技术的应用，则可以更好地解决这一问题，其自身具有着不依赖基础设施、高速展开、组织愈合以及抗毁性强等基本特征，即便处于复杂混乱的灾害环境中，也能够在第一时间恢复受灾地区的应急通信系统，为后续救援工作的开展奠定坚实基础。

1自组网通信技术的应用价值鉴于自组网通信技术的优势，采用无线自组网通信技术的通信设备就具备了可移动、网络动态拓扑以及便携的等功能。

同时，自组网通信技术应用了无线Mesh拓扑结构，能够提供弹性化无线网络架构，消除了以往的拓扑限制，并且可以自动发现、自动配置，实现了自动链路修复与自动性能调节。

在无线Mesh中，可以将主链路、备选链路信息保留，对链路信息列表进行动态更新。

如果网络中某一点发生故障，其他设备会在备选链路中选择最优参数备选链路，各个网络接点能够执行决策算法，以网络性能、信号强度作为指标，可以对数据路径进行动态化调整。

自组网通信技术具有很高的灵敏度，支持多个频段，包括450～600MHz、340～460MHz、1.625～1.825GHz、5.8GHz、2.4GHz等，还可以定制频段。

总体来看，自组网通信技术的主要应用价值表现在以下几个方面。

自组网在军事无线通信中的应用作者：王官来源：《无线互联科技》2017年第18期摘要：科技的不断进步使得军事信息现代化发展迅速，无线通信在现代化军事建设中起到关键作用，同时，为信息化战争的胜利奠定了一定的基础。

由此可见，军事无线通信技术应当不断革新，争取在信息化战场上获取胜利。

文章研究了自组网在军事无线通信中的应用，希望为其发展提供一定基础。

关键词：自组网；军事无线通信；信息化随着现代化战场的转移，信息技术在现代化战场上起到关键性作用。

自组网在军事无线通信系统中应用，不仅使军事无线通信更加便捷，还使无线通信系统的机动性、防御力大大提升。

由此可见，自组网在军事无线通信中显得尤为重要。

1自组网技术概述1.1自组网的基本概念自组网简单来说就是将网络技术与现代移动通信技术相结合的产物。

首先，在自组网内进行信息的交换时采用分组交换的机制。

在自组网内，用户的终端具有可移动的特点，这就使每个终端都具有主机和路由器两大性能。

自组网在军事无线通信系统中的应用是为了追求高效性，使路由信息能够及时准确地查询到。

除此之外，自组网在军事无线通信系统中的应用能够有效减少在路由协、议上的成本[1]。

1.2自组网的特点在信息化社会中，自组网的应用十分重要，其关系到计算机技术的发展与网络技术的革新。

除此之外，前面提到自组网是由网络技术和移动通信技术结合而成的。

因此，两者的自组网都具有如终端便携、路由协议成本低等特点。

对于自组网来说，其不仅没有移动通信技术中的信号基站，而且摆脱了移动通信网络的中心分部形式。

除此之外，自组网能够做到用户与用户之间直接进行信息通信，简单来说就是跳过了基站这个信息中转站[2]。

自组网作为信息时代的产物有其独到的优势，但自组网本身具有一定的局限性。

总的来说，自组网在现代社会具有很重要的意义，对于其局限性来说，自组网带来的利是大于弊的。

2自组网在军事无线通信中的应用随着国际形势的改变，中国与部分国家的关系越来越紧张，因此，加强军事力量是中国必须要做的事情。

解释自组网含义及应用举例自组网（Ad hoc network）是一种无需中央控制器或基础设施支持即可自动建立与维护的通信网络。

它通过无线或有线方式连接移动设备，实现设备之间的直接通信和数据传输。

自组网的建立不依赖于通信基站或路由器，设备可以根据需要动态地组成一个可靠的网络。

自组网的应用非常广泛，以下是几个典型的应用举例：1. 军事应用：在作战和紧急救援等特殊环境中，自组网具有快速部署、灵活性强等特点，可以实现士兵间的实时通信和信息交换，提高作战效率和战场管理能力。

2. 突发事件应对：当发生地震、火灾等突发事件时，通常会中断传统通信网络的运行。

自组网可以在没有基础设施的情况下建立起一个临时的通信网络，便于救援人员之间的快速沟通和信息共享。

3. 物联网：自组网技术可以在物联网场景中实现设备之间的直接通信，提高设备之间的协同工作能力。

例如，智能家居中的各个设备可以通过自组网技术实现互相之间的自动联动和控制。

4. 路由选择与优化：在传统的有线和无线网络中，中央控制器负责路由选择和优化。

而自组网中的设备可以通过协作的方式自主选择最佳路径，并优化网络拓扑结构，提高网络的整体性能。

5. 移动通信：在没有固定基础设施的地区，自组网可以使移动设备之间建立起一个可靠的通信网络，例如在偏远地区或临时性的活动中，使用自组网可以实现设备间的实时通信而不依赖于运营商的网络覆盖。

自组网具有以下特点和优势：1. 自动组网：设备可以根据需要自动组网，无需手动配置，大大简化了网络的部署和维护工作。

2. 灵活性和容错性：自组网可以根据网络拓扑的变化自动调整路由路径，当网络中有设备离线或故障时，其他设备可以通过重新组网来保证网络的连通性。

3. 快速部署：由于无需中央控制器或基础设施的支持，自组网可以在短时间内快速建立起一个通信网络，适用于紧急情况和临时活动。

4. 灵活的网络拓扑：自组网可以支持多种网络拓扑结构，例如星型、网状、环形等，可以根据具体需求自由选择最佳结构。

应急通信中无线自组网的运用无线自组网技术简述无线自组网技术的先驱———AdHoc网络最早出现于上世纪70年代，并主要用于军事通信。

AdHoc网络是一种特殊的无线通信网，无需依赖任何预先架设的网络设施就可以快速自动组网，并具有很强的抗毁性和灵活性，对于抢险救灾、野外考察、油田矿山、军事等特殊场合的网络通信具有非常重要的意义。

早期的AdHoc网络主要用于军事通信领域，研究也主要集中在如何保证在多跳无线网络环境中高效和可靠地传送数据，在此期间众多学者针对各种通信环境提出了大量卓有成效的信道接入协议和路由算法。

随着研究的深入和信息技术的进步，AdHoc网络的应用逐渐转向民用和商业领域，研究的内容也更为宽泛，包括网络体系结构、分簇算法、跨层设计、QoS支持、服务发现、网络互联和信息安全传输等。

随着研究的进一步深入和信息技术的发展，针对实际应用需求在AdHoc网络技术的基础上衍生出了其他无线自组网技术，其中最重要的当属无线传感网络WSN（WirelessSensorNetwork）和无线网状网WMN(WirelessMeshNetwork)。

WSN整合了AdHoc网络技术、传感器技术和分布式信息处理技术，可视为一种具有传感功能的小型移动设备构造的用于收集、传播和处理传感信息的AdHoc网络。

在WSN中，节点不仅能够借助于中间节点的转发来实现通信，还可以监测本地环境的变化和收集相关的传感信息，增强了AdHoc网络的功能。

在无线传感网络中，各传感节点协作运行来完成某项任务，并根据网络规模和应用需求选用合适的信息预处理机制和路由协议来高效传输特定区域的传感信息。

因为传感节点通常需要长时间的持续工作，因此无线传感网络还特别关注节能机制。

WMN也是AdHoc网络在商业应用领域的发展，是一种新型宽带无线分布式网状网。

Mesh网络具有高可靠性和强自愈能力，借助于mesh骨干路由器，提供了一种新型的宽带无线网络接入方式。

这些技术手段各有特色，但都具有网络自组织和协同特征，非常适合组建应急通信网络来协调各类人员展开救援行动和应对突发事件。

在近年来几场军事冲突与战争中,侦察和攻击型无人机的作用越来越显著。

伴随着技术的发展,军用无人机除单纯侦察之外的攻击、指挥、预警、电子战等不同作战功能逐步开发加强,战术应用将沿着单机作战∴有人—无人协同作战→无人机集群网络作战的发展路径发展,这预示着未来的军用无人机的联网通信能力将至关重要,无人机作为网络中心战概念下空天地一体化中的重要一环,其组网能力和网络性能将对未来战战争模式产生重要影响。

移动自组网(Mobile Ad Hoc Networks)是由移动节点自行组成的多跳临时性网络,其无中心和自组织的特性尤其适用于作战环境下的无人机群体协同作战需求。

随着军用无人机技术的成熟和大批量装备,对Ad Hoc组建大型化网络、适应高动态拓扑变化并保持良好通信性能的能力提出了挑战,传统的Ad Hoc路由协议已经难以满足上述要求,因此需要针对性的开发适应无人机战术应用模式需求的路由协议。

本文的主要目的是研究能够满足大规模、不同移动速度、大数据负载要求的AdHoc路由协议,力求在不同的应用环境下,路由协议能够实现低路由开销、数据延迟和包交付率有稳定良好的表现。

为实现上述目标,笔者主要做了以下工作：1.分析军用无人机技术和应用需求的发展以及无人机网络的特点,提出军用无人机组网对路由协议性能的要求。

2. 研究现有不同种类典型Ad Hoc路由协议的特点,分析其在网络规模、移动速度、大数据负载、灵活任务分组等不同应用环境下的路由开销和数据发送能力,指出ZRP协议具有良好的开发潜力。

3. 提出基于ZRP改进的ZRPBL协议。

ZRPBL协议采用基于位置的思想完成区间通信路由,在保持ZRP 协议良好、稳定的性能表现的前提下,大幅削减了网络路由开销。

利用Qualnet网络仿真软件实现了ZRPBL协议算法,针对规模适应性、节点移动速度、大数据负载、灵活任务分组等需求进行仿真,证明该协议在保持ZRP协议适应性和灵活性的前提下进一步提高了数据传送的性能。

通信电子中的自组网络技术自组网络技术（Ad hoc网络）是指无需任何预配置或者中间设备辅助，由多个节点自动组成、自组织的、互相协作完成特定功能的网络。

它可以被应用于各种场景下，如军事、物联网、查灭火等等。

随着通信电子技术的迅猛发展，自组网络技术得到了越来越广泛的应用。

1.自组网络技术的基本特点自组网络技术最基本的特点是自治性、去中心化、动态性、抗干扰性、快速建立网络等。

自组网络中的各个节点都是对等的，不需要设立中心节点，因此也就没有单点故障的问题。

网络的建立和节点之间的通信都是通过无线传输实现的，因此具有较好的抗干扰性。

网络的建立速度也相对比较快速，可以通过广播进行节点发现，进而建立连通性。

2.自组网络技术在军用领域的应用自组网络技术在军用领域的应用较为广泛。

军队作战通信需要保证通讯的高效、稳定和安全性，而自组网络技术可以通过动态建立网络和节点之间点对点的通信进行安全、快速、可靠的信息传输。

在军用领域，自组网络技术可以被用于战地通信、情报搜集和战场监测等领域。

此外，自组网络技术还可以实现军队内部的智能化物资管理、后勤保障协同等任务，减轻了许多人力和财力的消耗。

3.自组网络技术在物联网领域的应用物联网（Internet of Things，IoT）是指通过各种传感器、执行器等智能设备将日常生活实体物体与互联网相连的技术。

由于IoT 设备的数量众多、分散，而且在实际应用中会有大量的数据交互和通信需求，因此需要一种可以快速建立网络、自主组网的通信技术。

自组网络技术正是IoT的一种重要通信技术之一，它可以方便地进行设备发现、点对点通信和数据共享等任务，比如用于家庭智能家居、交通系统、远程监控等。

4.自组网络技术的未来发展随着信息技术的不断进步和通信技术的快速发展，自组网络技术也将得到不断改进和优化。

未来，自组网络将更加智能化和自适应，其核心技术也将更注重节能、安全和效率方面的提升。

同时，自组网络也将与其他新兴技术相结合，如云计算、大数据、人工智能等，以支持更加丰富的应用场景。