【摘要】：短波通信技術(shù),是一種可以在全球范圍內(nèi),不需要借助任何中繼系統(tǒng)就能夠完成點(diǎn)到點(diǎn)直接建立通信的傳統(tǒng)通信手段。有著小巧靈活,操作簡(jiǎn)單和不易摧毀的長(zhǎng)處。但頻率資源有限、容易遭受衰減干擾等缺點(diǎn)一直制約了它的發(fā)展。近年來,隨著計(jì)算機(jī)通信技術(shù),微電子技術(shù)的不斷突破,短波通信技術(shù)又重新得到重視。各國重點(diǎn)將其作為軍事通信或民事應(yīng)急通信手段,應(yīng)對(duì)在不同的惡劣狀況,保證機(jī)要信息及時(shí)送達(dá),實(shí)現(xiàn)“打不爛、擾不斷”的戰(zhàn)略通信要求。為此展開了大量方案設(shè)計(jì)研究。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1).對(duì)短波通信系統(tǒng)一直飽受掣肘的原因分析后,得到短波天波鏈路的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)是高質(zhì)量通信的前提。本文在進(jìn)行短波通信仿真前,先使用長(zhǎng)期信道預(yù)測(cè)軟件VOACAP獲取信道質(zhì)量參數(shù),結(jié)合短波數(shù)學(xué)信道模型,為建立鏈路提供優(yōu)質(zhì)精確的預(yù)置信道。(2).參照現(xiàn)有短波系統(tǒng)自動(dòng)鏈路建立ALE(Automatic Link Establishment)技術(shù),研究其中掃描狀態(tài)下呼叫信道掃描建鏈,進(jìn)而匹配業(yè)務(wù)信道完成通信鏈路建立過程。通信模式選定廣播和輪詢方式。對(duì)比現(xiàn)有的短波網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),平衡利弊,選定了一種較為可靠穩(wěn)定而且易于擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)電臺(tái)的新型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆脕硗瓿勺詣?dòng)建鏈。(3).本文學(xué)習(xí)研究OPNETModeler14.5網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的開發(fā)使用,建立了3G-ALE節(jié)點(diǎn)模型、相關(guān)進(jìn)程模型及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ�。�?duì)設(shè)計(jì)的短波網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)鏈路建立過程、通信完成過程進(jìn)行模擬仿真。通過分析不同參數(shù)情況下通信鏈路建立成功率的狀況、網(wǎng)絡(luò)吞吐量和端到端時(shí)延等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來驗(yàn)證短波組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層相關(guān)協(xié)議,提供可行性支持。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN92
【圖文】：

ＯＰＮＥＴ邋Ｍｏｄｅｌｅｒ作為現(xiàn)今流行的一款網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，為通信組網(wǎng)和分布式網(wǎng)絡(luò)的模型定，創(chuàng)造了真實(shí)完備的仿真開發(fā)環(huán)境。ＯＰＮＥＴ邋Ｍｏｄｅｌｅｒ邋１４．５集成了每個(gè)研究階段，期間所及的模擬工具。構(gòu)建了一個(gè)由模型設(shè)計(jì)工具、仿真運(yùn)行核心、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)指針以及數(shù)據(jù)分析塊進(jìn)行有機(jī)聯(lián)合的大型模擬仿真平臺(tái)。本文側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)驗(yàn)證方向的使用，主要特是：１）該仿真平臺(tái)所涉及的領(lǐng)域涵蓋端到端的通信結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)建模、新協(xié)議的設(shè)計(jì)改進(jìn)、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層的連結(jié)。２）邋ＯＰＮＥＴＭｏｄｅｌｅｒ是一種分層建模方法，從協(xié)議的角來看，各個(gè)節(jié)點(diǎn)模型的建立完全匹配ＯＳＩ分層機(jī)制。從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成層次角度來看，采取了三建模方式。底層需要設(shè)定進(jìn)程模型，進(jìn)程以狀態(tài)機(jī)來描述協(xié)議；緊接著是節(jié)點(diǎn)模型的創(chuàng)建，逡逑由對(duì)應(yīng)的協(xié)議模塊組成，反映出通信設(shè)備屬性；最上層為網(wǎng)絡(luò)模型，反映拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)模。以上三層構(gòu)建機(jī)制同實(shí)際中的軟件協(xié)議、硬件設(shè)備、實(shí)地布網(wǎng)這三個(gè)層次完全對(duì)照存在。逡逑３）邋ＯＰＮＥＴＭｏｄｅｌｅｒ是面向事件對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，平臺(tái)節(jié)點(diǎn)建模時(shí)先開始統(tǒng)一創(chuàng)建出同的節(jié)點(diǎn)模型，然后再針對(duì)不同的對(duì)象要求，設(shè)置和其相匹配的參數(shù)。４）邋ＯＰＮＥＴＭｏｄｅｌｅｒ協(xié)代碼都是開源的，注釋簡(jiǎn)明清晰，用戶能夠易于理解協(xié)議的運(yùn)作方案。５）邋ＯＰＮＥＴＭｏｄｅｌｅｒ具有全面的數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計(jì)模型，查看仿真動(dòng)畫效果和數(shù)據(jù)分析模型的功能。方便查閱和輸仿真分析報(bào)告［２１］。如圖１．１所示，ＯＰＮＥＴ仿真平臺(tái)的建模開發(fā)界面。逡逑0邋Ｐ？？ｅＣＳ：ＨＦ５邋Ｖｗｖｒｉｏ－ＡｘＥ＊ｆＪ邋Ｘ逡逑ｆＳ？邋ｉＭ邋ＶＷ邐＊ｎ？ｖｓｉｉ邐Ｈ？ｉｐ逡逑＂

電離層逡逑圖２．邋ｒ短波傳播方式示意圖逡逑從圖２．邋１可以看出，短波通信可以憑借通過天波和地表面波分別完成長(zhǎng)遠(yuǎn)距離通信和近逡逑距離通信。在短波通信實(shí)踐工程中，中波的較高頻段部分１．５ＭＨｚ？３ＭＨｚ—般也被劃分到短逡逑波頻段當(dāng)中，故本文所涉及頻率范圍應(yīng)為１．５ＭＨｚ？３０ＭＨｚ，對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)在１０？２００米之間。逡逑由上述討論可知，無線電短波通信信號(hào)存在兩種傳輸方式：地波傳輸和天波傳輸。地表波逡逑傳播的特點(diǎn)是，電波信號(hào)在前行路途會(huì)受到地球表面的特性（導(dǎo)電率（Ｔ和相對(duì)介電常數(shù)ｓ等）逡逑影響從而衰減。地表波傳播損耗將會(huì)隨著發(fā)射頻率的升高而增大。天波傳播是憑靠大氣層進(jìn)逡逑行一次或者多次反射，來完成長(zhǎng)距離通信。實(shí)際應(yīng)用中，單跳反射可以最大覆蓋到４０００Ｋｍ逡逑處，通過多次反射便可確保實(shí)現(xiàn)電波信號(hào)的環(huán)球傳送。電離層歸屬于地球高空大氣層中的一逡逑部分，主要是由太陽輻射的紫外線和Ｘ射線引起，位于離地面約５０ｋｍ開始一直到約１０００ｋｍ逡逑的距離處

確定無線電傳播對(duì)發(fā)射信號(hào)的最終影響，并不代表短波傳播的實(shí)際物理過程，因?yàn)閷?duì)于系統(tǒng)逡逑而言，能量如何從輸入傳送到輸出的物理過程不是詳細(xì)探討的重點(diǎn)。逡逑Ｗａｔｔｅｒｓｏｎ是一種主流的短波信道模型，如圖２．３所示。它全面地展示了短波信道的相關(guān)逡逑特征，經(jīng)過國際電信科學(xué)研宄機(jī)構(gòu)的研究證明這是一個(gè)極好的模型［２７］。逡逑輸入信號(hào)ｘ（ｔ）逡逑邐？抽頭延遲逡逑Ｎｇ（．）邐Ｎｕｔ）邐Ｔ邋１邐Ｔ邋２邐Ｔ邋Ｎ逡逑輸出逡逑邐邐：邐ｈ邋信號(hào)逡逑圖２．邋３邋Ｗａｔｔｅｒｓｏｎ短波信道模型［２７］逡逑如圖２．３所示，通過用ｉＶ個(gè)抽頭延遲線延遲輸入信號(hào)ｘ（ｔ），Ｎ條路徑是等效的。每個(gè)抽逡逑頭延遲線不單是都有專屬的時(shí)延Ｔｉ，而且有一個(gè)增益函數(shù)Ｇｉ（ｔ）與順延后的ｘ邋（ｔ－Ｔｉ）信號(hào)相乘。逡逑這樣信號(hào)就完成了幅度和相位的調(diào)制。逡逑ＧｉＣｔ）彼此獨(dú)立并描述衰落，頻譜擴(kuò)展和多普勒頻移的分量。＆（0可以表示為：逡逑９逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 陳春;吳振森;趙振維;孫樹計(jì);奚迪龍;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的f_0F_2短期預(yù)報(bào)方法[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

2 胡中豫;宮潤勝;張宏珉;;大區(qū)域短波通信的動(dòng)態(tài)選頻策略[J];艦船電子工程;2008年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 林冠英;基于OPNET的短波協(xié)作通信系統(tǒng)研究與性能分析[D];華南理工大學(xué);2014年

2 應(yīng)曉嬌;分布式短波專用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究[D];浙江大學(xué);2013年

3 王奮升;新型短波自動(dòng)鏈路建立協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2013年

4 劉學(xué)宇;基于短波中長(zhǎng)期頻率預(yù)報(bào)軟件VOACAP的自動(dòng)選頻技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

5 薛鳳鳳;短波最低限度通信技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

6 繆德芳;ALE在短波通信中的應(yīng)用[D];北京郵電大學(xué);2010年

7 李德;短波電臺(tái)ALE技術(shù)及其模塊實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2783720