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电子技术与软件工程网络通信技术

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空基弹性通信网络性能分析

赵哲唐平高原

（中国电子科技集团公司电子科学研究院北京市100041）

摘要：本文针对卫星通信拒止环境下的海上编队通信网络保障需求，提出利用空中有人和无人平台构建空基移动自组织网络，保障

海上编队与岸基指挥所之间的数据持续可靠传输。本文利用基于STK和QualNet的混合仿真方法建立了空基通信网络模型，在仿真场景下

评估了按需距离矢量（AODV）路由协议性能，仿真结果表明空基通信网络可作为卫星通信的弹性与冗余解决方案。

关键词：卫星通信拒止；空基通信网络；AODV协议

1概述

当前海上编队跨区域通信主要依靠卫星通信，数据传输架构为

集中接入的分层网络形式，卫星通信的容量以及易受干扰的特性很

难保障局部区域对抗条件下的通信保障任务，海上编队数据通信网

络缺少弹性手段。

本文针对天基卫星通信网络遭受降级或拒止情况，提出利用空

中有人和无人作战平台构建空基移动自组织网络，为海上编队提供

弹性数据传输服务。空基通信网络利用空中平台通信覆盖灵活、空

间抗干扰能力强、抗毁生存能力强等特点，链接太空、空中、海面

以及地面节点，构建了网络化的抗毁功能层。本文利用基于STK图1：空基弹性通信网络架构示意图

和QualNet的混合仿真方法建立了海上编队数据传输仿真场景，评

估了空基通信网络传输性能。

2研究现状

2.1美军空基通信网络分析

[1]

美军提出了发展联合空中层网络（JALN）概念，试图将美

军各军兵种所有的空中平台都纳入到一个一体化的空基网络体系，

成为美军空天地一体化网络的一部分。JALN将提供三项核心功能

[2]

，包括：大容量骨干网（HCB），提供跨JOA大批量信息传输能

力以及通过地面或卫星通信接入GIG的能力；分发/接入/距离扩

(a)天线参数设置

展（DARE)，提供专用的、可伸缩网络传输能力；转换功能：即促

进HCB和DARE功能间网络信息和波形交换和转换的能力。

当前，美军空中层网络现阶段最突出的问题就是各封闭通信网

络系统之间的兼容性问题，目前智能依靠网关系统的转换来实现整

个空中层网络的互联互通，这些网关系统也是现阶段美军空中层网

络无缝运转的关键。诺斯洛普•格鲁曼公司开发的战场机载通信节

[3]

点（BACN）是一种可扩展通信距离的机载通信中继系统，已成

功部署在阿富汗等地区提供指挥控制和地面节点之间的飞行中继通

信。

2.2机载网络通信协议

机载网络路由协议要求在链路变化、带宽受限等情况下，能(b)CBR应用参数设置

够实现快速收敛的路由生成与路由选择策略，保持链路畅通。下面图2：仿真参数配置

重点介绍两种具有代表性的自组织路由协议，即反应式路由协议

控制消息泛洪开销降到最低；

AODV[4][4]

和主动式路由协议OLSR。

（2）提供最短路径时，只需要局部链路状态信息。

2.2.1AODV协议

3方案构想

AODV协议是一种按需路由协议，是目的节点序列号距离矢量