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[硕士论文] 杜鑫
控制工程 湘潭大学 2017(学位年度)
摘要:反导通信网络的研究是随着信息化、网络化战争而带来的产物,是一个国家建立一套完备的弹道导弹防御体系必须要研究的重要部分。根据复杂网络理论,提升网络的整体特性主要从两方面入手,提升通信网络本身固有的能力以及提升通信网络在作战信息分配的通信效能。然而,反导通信网络由于本身固有的网络的复杂性和特殊性,如何针对通信网络能力和效能建模,长期以来是一个难点和热点问题。本文以反导通信网络为研究对象,开展基于复杂网络的反导通信网络通信效能的建模与仿真工作。本文的主要研究工作包括:
  第一,研究了基于复杂网络的反导通信网络作战效能研究中的应用方法。在深入分析了反导通信网络的通信装备组成,组织结构以及作战通信过程的基础上,研究了反导通信网络复杂性等特点。在此基础之上探究了基于复杂网络的反导通信网络建模核心思想以及其区别传统仿真所表现出的适用性和优势。最后,综合上述研究,得出本文的反导通信网络作战效能研究策略。
  第二,建立了反导通信网络模型。首先根据复杂网络理论,设计了适用于反导通信网络建立的物理网、关系网、交互网三层网络架构。其次,根据每一层网络架构之间嵌套关系与网络职能,建立了每一层网络所需建立的相关模型描述。
  第三,开发了用于反导通信网络研究的仿真平台。利用 NS2通信网络仿真工具,研究开发了适用于反导通信网络的计算实验仿真应用平台,详细描述了各层网络模型仿真实现过程。
  最后,完成了反导通信网络仿真实验与结果分析。设计了基于复杂网络的反导通信网络作战实验想定方案,从网络拥塞的角度着手,对一种典型的多枚来袭导弹突防,展开仿真分析。其中,在现有通信网络能力下,提出了一种提高反导通信网络通信效能的路由算法。
  本文的研究对我国反导通信网的建设具有一定的参考价值。
[硕士论文] 李宇坤
电子与通信工程 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:大气激光通信传输带宽高,抗电磁干扰能力强。大气激光通信是通信领域研究前沿和热点。
  在大气激光通信中,大气湍流是影响大气激光通信系统性能的主要因素之一。时变信道将导致光束传输过程中调制光的相位和幅度出现随机变化。信道均衡技术能有效减缓和抑制多径效应等因素引起的码间串扰,从而提高大气激光通信的通信质量。
  本论文在大气激光通信中,结合大气信道的特殊性,针对基带码率为200Mbps的光强调制信号进行盲均衡研究,主要工作内容为:
  1.本论文首先分析大气激光通信的信号传输模型并重点分析了大气信道对激光传输的影响,然后得出均衡过程的数学模型和实现方法。同时在分析中提出均衡设计的指标体系。
  2.针对盲均衡算法进行分析研究。着重研究了Godard算法和基于高阶统计量的均衡算法。根据不同算法各自的特点和算法性能选取采用CMA+DD联合均衡算法。在算法分析后进一步分析了针对该算法的求解过程。
  3.通过****公司的****型FPGA芯片完成所选盲均衡算法的硬件。在硬件设计中重点考虑信号时钟提取和自适应滤波器设计。最终在FPGA芯片中实现了CMA+DD联合均衡的盲均衡算法。
  4.在近地大气湍流条件中进行带有盲均衡设计的大气激光通信来测试盲均衡方案性能。同时结合实测情况研究大气激光通信中的信号分集技术。
  在论文的完成过程中,一个难点是高码率情况下的信号处理困难。另一个难点是大气信道的信道条件复杂,接受信号随机性大。
[硕士论文] 刘容容
武器系统与运用工程 西安工业大学 2017(学位年度)
摘要:战术通信网是战场指挥控制系统的重要组成部分。通过网络仿真的方法研究网络性能和网络协议,不仅降低研发成本,而且能够为构建高效的战术指挥控制系统提供重要的参考依据。在实际情况下,战术通信网需要通过不同子网之间的协作来实现特定的战术目标。通过网络仿真软件进行研究虽然简单高效,但是已有节点模型、时隙分配算法以及网络结构模型已无法满足需求,需要结合战术通信网的实际需求重新设计。
  本研究将大规模军用Ad Hoc网络仿真模型的研究与实现分为了两个阶段:局域战术通信网和大规模军用Ad Hoc战术通信网。局域战术通信网由单个子网组成,该阶分析了目前已有的几种时隙分配算法,结合战术通信网的实际需求和节点生成报文的特性提出了一种符合马尔科夫过程的混合时隙分配算法。大规模军用Ad Hoc战术通信网将网络的节点分为簇首节点和簇成员节点,将成员节点模型的搭建分为了两个部分。设计了一种具有TDMA时隙分配方式和应用层收发包功能的簇成员节点模型,并由该模型和仿真软件中提供的路由节点模型搭建了具有路由转发功能的局域战术通信网,分析了不同远近程度的报文对战术通信网端到端延迟的影响。设计了一种具有应用层收发包功能的簇首节点,结合簇成员模型,将大规模通信网分为了旅、营、连和车四个层次,针对这四级节点的报文数量特征提出了一种按比例分配时隙的算法。在OPNET仿真软件中分别对这两个阶段进行了建模仿真,收集了不同报文长度下三种通信网的端到端延迟。仿真结果表明采用混合时隙分配算法的局域战术通信网在端到端延迟方面相对于采用固定时隙分配算法有明显的提高。在具有路由转发功能的局域战术通信网中设计了簇成员节点模型,在仿真过程中随着报文长度和报文目的地址的变化所收集到的端到端延迟与理论计算值相符,有较好的可行性。采用分层结构的大规模军用Ad Hoc战术通信网中,簇首节点模型和簇成员节点模型都具有主动收发包功能,其仿真结果与实际计算数据相比误差在允许范围内,说明搭建的仿真模型及仿真系统有较高的置信度。
[硕士论文] 胡璞
电子与通信工程 郑州大学 2017(学位年度)
摘要:随着信息技术的发展,军用信息保障装备的科技含量越来越高。XXX型野战同线电话通信系统就是当前我军有线专业较为先进的在用主战装备之一,它可实现自动交换,无中心工作,用户间互不干扰,具有重量轻,便于携带,可快速安装等特点。然而,信息技术的快速发展也给军用装备的研制带来了一些负面的影响。由于装备技术性能的跳跃式发展,存在一些装备性能与实际要求脱离或存在缺陷等问题。本文即是针对XXX型野战同线电话通信系统无法实时监测线路的通断路情况这一功能缺陷进行研究与分析,设计了一套有线电话监测系统来弥补其功能上的不足。
  论文首先对 XXX型野战同线电话通信系统的结构组成和原理进行了研究。根据该系统的用户情况,监测系统设计主机采用轮询的方式对各个从机进行在线情况监测。当从机n接收到主机检测信号并做出响应后,主机记录从机在线,其所在远端线路情况视为正常;当主机无法接收到从机 n的响应信号且超过5次循环后,视其所在远端线路情况异常,则会立即发出蜂鸣警报,告知值机人员前去检查维修。
  论文采用浮点DSP处理器TMS320F28069为核心设计监测系统的主机,采用单片机STM32F103C8T6为核心设计监测系统的从机。硬件电路方面,分别完成了主机与从机的核心板以及模拟板电路设计,并设计了屏显电路和人机交互部分电路。程序软件方面,分别使用C语言在CCS6.0环境下和Keil MDK6.0版本下完成了主机及从机的程序软件的设计。着重对监测系统的轮询算法以及人机交互部分算法进行了分析、完善,使其功能满足设计要求。
  论文最后对设计制作完成的监测系统进行了调试与分析,实现了基本的功能要求,达到了预期的目的。同时对存在的一些不足进行了分析,准备在以后的研究工作中进一步的改进,以期早日将此系统投入实际使用。
[硕士论文] 文格
电子科学与技术 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:战术数据网络为了实现在复杂战术环境中指挥控制、态势感知、通信、监视等任务,需要具备高吞吐量、高实时性和极强的抗干扰能力。全双工技术通过在同一频段进行同时收发,提高了频谱的利用率和网络的吞吐量,具有很高的实时性;而跳频跳时技术具有很强的抗干扰能力,是战术数据网络中主要的抗干扰技术之一。基于跳频跳时的虚拟全双工技术通过网络节点的高速跳频跳时来实现同时收发,即网络中的任一节点在发送信息时,也不会错过接收信息。这对军用通信和战术数据链有极强的吸引力。
  论文围绕基于跳频跳时的虚拟全双工技术及其多用户检测算法展开研究,主要研究内容如下:
  ①研究了跳频跳时技术和虚拟全双工技术的工作原理,重点研究了跳频跳时系统良好的抗干扰能力和虚拟全双工系统的高吞吐量性能。
  ②基于跳时的虚拟全双工系统存在多个用户的信号碰撞或冲突,而现有文献在分析系统吞吐量性能时假设多个用户的所有碰撞信号在接收端都能被正确译码出来,此假设条件较为理想,与实际系统不符。针对此问题,论文首次研究了碰撞恢复能力受限情况下虚拟全双工系统的吞吐量性能,推导了其闭式表达式,而现有文献中所有碰撞被译出的情况是本文表达式的一个特例。仿真结果表明,在碰撞恢复能力受限的相同条件下,虚拟全双工系统的吞吐量性能始终优于时隙ALOHA系统,进一步说明了此系统的优越性。
  ③针对跳时虚拟全双工系统存在多个用户同时发送信号的碰撞问题,研究跳时虚拟全双工系统的多用户检测算法,实现从多个用户的叠加信号中恢复各个用户的信息,提出了适用于跳时虚拟全双工系统的串行干扰抵消算法,仿真结果表明,与常规方法相比,串行干扰抵消算法对系统误码性能有较大的提高,适用于跳时虚拟全双工单信道系统。
  ④将基于跳时的单信道虚拟全双工系统扩展到多信道的场景,提出了基于跳频跳时的虚拟全双工系统,研究了适用于该系统的跳频跳时序列的设计方法,并针对系统中无法避免的多用户碰撞问题,给出了三种多用户碰撞检测与数据恢复算法,即碰撞不处理算法、碰撞置零算法和串行碰撞干扰抵消算法。仿真结果表明,与碰撞不处理算法和碰撞置零算法对比,串行碰撞干扰抵消算法的误码性能最佳,适用于跳频跳时虚拟全双工系统。
[硕士论文] 李海锋
电子与通信工程 杭州电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:超短波电台作为战术通信系统中的中继台、终端台以及移动站,是军事通信中常用的设备,具有抗干扰性强、通信频带宽等特点。传统的超短波电台以话音和简单的数据传输为核心功能,话音通信无法更好地描述战况,数据传输需要使用电脑,便携性差,很难再适应现代战场通信。为此,本文对超短波电台的传输业务功能提出了更高的设计需求。本文从实际战场运用出发设计了多媒体传输系统,使得超短波电台具备图像、文字以及视频传输,大大提高了系统的便携性、实用性。该系统采用Android手机App采集多媒体信息并对信息进行编码压缩打包,按照特殊的传输协议传输,通过Wifi发送给超短波电台,超短波电台通过射频信号将信息发送给收方电台,最后由PC端上位机软件实时解码显示传输信息。
  论文首先介绍了这一课题相关背景以及研究现状,并对Android系统架构、H.264压缩编码标准以及 JPEG图像压缩算法进行研究,同时还仿真分析了运动估计中的全搜索、菱形搜索、六边形搜索算法。其次介绍了超短波电台的硬件结构以及数据传输特点,并围绕超短波电台为中心设计整个系统框架。本文针对整个系统链路进行分层建模,分析超短波电台的传输特点采用 UDP传输数据,并对TCP协议中的停止等待协议以及流水线传输方式进行了研究,在此基础上,研究制定适合超短波电台的图片传输RDTP协议,实现了可靠传输。在视频传输协议方面,本文比较传统的 RTP包封装方案,采用了一种基于帧长度的 RTP包封装方案。
  本文在具体的设计实现过程中,设计了 Android系统的 App,App除了实现图像和文字信息采集以外,还对图像进行 JPEG压缩编码以及 H.264编码。文字和图片数据按照 RDTP协议传输,而实时视频流数据按照RTP/UDP传输。本文还设计实现了嵌入式Wifi接口模块,并将uC/OS-ii移植到该模块上,在该模块上编程实现超短波电台与手机以及 PC端的无线通信。最后在PC端设计了界面友好的上位机软件,接收数据并实时显示文字、图像以及视频。
  经系统测试,结果表明整个多媒体系统符合设计需求,可在超短波电台上实现图片、文字、实时视频传输。
[硕士论文] 陈雪
信息与通信工程 哈尔滨工程大学 2017(学位年度)
摘要:当今世界科学技术迅猛发展,信息化联合作战将成为未来战争中的必要形式。然而战时通信中电磁环境复杂、电磁干扰瞬息万变,对军用通信系统的可靠性造成严重影响。跳频(Frequency Hopping,FH)通信技术凭借其突出的抗干扰能力和良好的隐蔽性,已成为当前军事通信中最有效的抗干扰手段。但随着无线通信普及和军用干扰不断升级,传统跳频抗干扰理论存在局限,需要不断发展更加高效智能的军用通信抗干扰技术。多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术能够大幅度提高信道容量和链路可靠性,从而抑制信道衰落并增强系统抗干扰能力。
  针对以上应用和研究背景,本文提出空时慢跳频 MIMO通信抗干扰技术研究,建立了全新的空时慢跳频多输入多输出(Space-time Slow Frequency-hopping MIMO, STFH-MIMO)通信系统模型,该系统基于本文提出的空时慢跳频(Space-time Slow Frequency-hopping,STFH)算法和正交相干滤波(Orthogonal Coherent Filtering,OCF)算法,实现信息在空域、时域、频域的多域联合传输,同时获得了空时频分集复用增益,不但实现了信息高速大容量的传输,同时也具有显著的抗干扰能力。对系统进行初步仿真可验证该系统相比于常规空时分组码(Space-time Block Code,STBC)系统和单发单收跳频系统,在抗干扰能力上具有显著的优越性。
  为了更具体的分析STFH-MIMO通信系统的抗干扰性能,本文选取两发一收和八发八收天线规模的STFH-MIMO通信系统,将军用通信中三种典型干扰即宽带干扰、部分频带干扰和跟踪干扰分别加入信道对系统实施干扰,仿真得到系统在三种典型干扰下的信干比-误码率曲线,并对比于常规 STBC系统和传统跳频系统,对系统的抗干扰性能及其优越性作出详细分析,分析结果验证了STFH-MIMO系统的抗干扰优越性。
  本文空时慢跳频 MIMO通信抗干扰技术研究为通信抗干扰理论研究提供了一个新思路并实现初步仿真,期望能够对今后战时通信抗干扰理论研究起到参考作用。
[硕士论文] 沈玮阳
计算机科学与技术 北京交通大学 2017(学位年度)
摘要:战术互联网已经广泛应用于现代战争之中,其性能的好坏影响甚至决定着战争的胜负。对战术互联网络中各个关键技术进行深入研究对于提升我国军事力量有着重大的意义。现阶段,我军正在积极建设新一代战术互联网络,为建设出适合于我国现代化军事战场的战术信息网络,需要对新的网络技术进行深入研究,同时根据我军的作战情况,提出切实可行的方案。
  本课题基于美军的WNW波形,对战场移动自组织网络中的路由技术进行了深入研究。重点研究了OLSR路由协议,并基于WNW波形协议栈和应用场景对其进行了改进,使其能够更有效的应用于战术互联网中。本文的主要工作包括:
  (1)结合移动自组织网络路由协议和OLSR路由协议的研究现状对移动自组织网络中的路由技术进行了详细的介绍,主要分析了移动自组织网络路由协议的特点、分类、设计条件和设计要求。
  (2)分析了OLSR路由协议的原理和无线网络跨层设计的常用方法,结合WNW波形和OLSR协议的特点,采用三种手段对OLSR协议进行了优化。首先,通过精简分组和消息格式降低了路由开销;然后,基于节点稳定性改进了MPR选择算法,新的算法考虑到了网络的密度和节点的移动性,能够提升路由的稳定性;最后,基于WNW波形协议栈,设计了一种跨层设计方案,该方案有效地降低了路由开销,提升了网络的整体性能。
  (3)利用仿真手段,使用OPNET仿真软件对提出的OLSR改进协议进行了叠加实现,分别在不同场景中与标准OLSR路由协议进行了对比并分析实验结果。结果表明本文提出的改进协议的性能与标准OLSR协议相比有了较大提升,特别是在移动环境中,其性能明显优于标准OLSR。
  本课题中对WNW波形网络中的路由协议的研究有助于我国战术互联网的发展,对我军新一代战术通信网络的发展具有重要的参考价值。
[硕士论文] 李明峰
软件工程 电子科技大学 2016(学位年度)
摘要:手机作为大众通讯工具,其使用已相当普遍。但是由于军队对保密的特殊要求,除个别经过批准的岗位人员以外,普通士兵并不能持有或使用手机。不是批准使用手机对象但持有手机的士兵,按规定必须将手机上缴所在单位集中保管,在其回家探亲时发还使用,返回部队后再集中保管。在军事基地以及演习期间更是严禁使用任何非列装通信设备。但一次军事演习或驻训往往持续数月之久,从人性化管理的角度来说,士兵也有联系家人和朋友的需求,长时间不与外届联络也会严重影响士气,发生思想波动,因此产生了研制建设短信管理平台的需求。
  本文所设计的军队短信息管理系统选择了基于Windows系统平台上的客户端/服务器的架构方式。选择了MySql作为数据库系统。收发短信的硬件设备使用短消息调制解调器,软硬件集成系统通过实际验证,用户接口交互方式友善,运行稳定可靠。本文首先描述了军队短信系统的需求分析,从分析当前军队士兵和亲友沟通时所需要的基本功能业务入手,其基本的业务包括两个:发送信息业务、接收并且转发信息业务。根据此基本业务进一步分析出整个系统所需的相关管理、操作、统计的功能需求:用户管理功能、单位管理功能、收发信息功能、查询统计功能、计费管理功能等等。并且根据业务需求相关数据建立起模型。根据需求还着重详述了系统的设计,先后阐明了系统的整体结构设计以及系统中各个功能模块的划分。依据系统功能模块分解的内容,对系统当中的主要功能模块的设计给出描述,其主要功能模块包括了单位管理模块、用户管理模块、收发信息管理模块、信息查询统计模块、计费管理模块。接着给出主要数据的表结构设计。依据功能模块分解的结果还说明了基本模块的实现,单位、用户、收发信息、信息查询统计、信息计费模块的具体实现,最后还预见了完善本系统所需要继续完成的工作。
  本文阐述军队短信管理系统不但给士兵和亲友建立了更加良好的沟通平台,而且提高了管理人员的工作效率,因而具有很好的社会和经济价值。
[硕士论文] 卓越
计算机技术 东南大学 2016(学位年度)
摘要:随着现代信息技术的不断发展,新型的作战模式网络中心战已逐步成为军事领域的研究重点。水下网络中心战是网络中心战在水下领域的具体应用,由传感网、信息网和交战网三部分组成,三网协同合作,发挥整体作战效能。
  水下网络中心战的关键是将水下传感器网络监测到的数据快速有效地提供给查询平台。水下传感器的硬件资源如:处理能力、存储容量以及电池能量都十分有限。水下传感器利用水声声波进行通信,而水声信道具有误码率高、信号衰减大、多径效应严重等特点。在设计水下传感器网络信息存储策略时,必须考虑水下传感网的这些特点,合理地存储监测到的数据。在水下战场这种高对抗环境下,查询平台需要快速地得到实时性的数据,并且在查询过程中必须保证查询平台的安全性,而目前并没有一个合适的算法来恰当的解决这些针对性的问题。因此,本文研究在水下网络中心战下如何将水下传感器网络中监测到的数据进行合理的存储,在保证潜艇尽量安全的前提下,使潜艇在较短时间内查询到满足需求的数据。
  本文主要工作和贡献包括:
  (1)设计了一套基于元数据的水下传感器网络数据存储与查询机制。利用GHT思想寻找存储位置,在寻找存储节点时考虑整个网络的负载均衡,设置副本节点来容错。在存储感知数据的同时,根据不同类型的数据生成并存储相应的元数据。查询过程使用元数据来辅助完成各种查询请求。算法分析表明元数据法能够合理地存储水下传感器网络中监测到的数据,在保证潜艇尽量安全的前提下,使潜艇在较短时间内查询到满足需求的数据。
  (2)设计并实现了一套基于DDS中间件的水下信息处理原型系统。该系统可用于模拟本文算法和对比算法的数据存储及查询过程。
  (3)利用水下信息处理原型系统,从查询时间、潜艇安全性、数据准确性和网络寿命四个方面进行实验。实验结果表明,元数据法拥有较优的整体性能。
[硕士论文] 马林
信息与通信工程;通信与信息系统 西安电子科技大学 2016(学位年度)
摘要:随着军队改革的不断深入,高技术已成为部队装备发展的趋势,炮兵部队由于担负火力打击任务,对通信的抗干扰性能要求尤为突出。
  本文写作的目的在于通过研究炮兵部队现有通信装备的技术特点和性能,加入变速跳频自适应系统使通信能力得到提升。由于战场电磁环境复杂多变,通信干扰的手段不断发展和丰富,自然干扰、人为干扰共同增加了军事通信环境的复杂性和多变性,本文结合当前炮兵通信的问题和不足,提出通过采用变跳速技术提高跳频通信系统抗干扰性能。
  针对炮兵通信部队当前主要使用跳频技术这一现状,论文通过Matlab/simulink平台模拟炮兵跳频通信过程,并结合当前的主要干扰类型对系统进行攻击,用干扰压制比、干扰因子等指标进行评估,发现了炮兵群跳频通信系统抗干扰能力弱,特别是抗跟踪式干扰效果不好的问题。进而通过对炮兵部队通信中抵抗干扰的机理、干扰处理时延和频率跳变间隔等技术指标,提出在跳频技术的现有模块基础上,加入跟踪干扰生成模块、跳速初始化模块、跳频速率控制模块和仿真数据观测模块构建炮兵群通信跳速可控的自适应跳频通信系统模型,利用干扰机发出干扰受到延时限制的因素,缩短频率驻留时间,通过实现跳速逐档上升和逐档下降的方法抵抗电磁干扰信号的攻击,确保炮兵群通信顺利实施。
[硕士论文] 杨煜坤
信息与通信工程;通信与信息系统 西安电子科技大学 2016(学位年度)
摘要:近距离空中支援(CAS)是美军近来研究的一项基于空地一体联合作战系统的新型作战模式。利用强大的空中力量,可对地面单元进行火力支援、掩护撤退等重要任务;同时在地面单元精确引导之下,空中单元能有效完成对重要目标实施精确打击等作战任务,有力保护地面单元的同时可对敌军进行具有针对性的打击。近距离空中支援系统利用数据链系统,整合了战场态势、武器系统、语音话务等业务,使地面单元与空中单元之间能够实时实现数据交换和信息共享,有效把握住战机,实行支援行动。在随行支援任务时,近距离空中支援所要解决的一个重要问题是如何提高地面单元与空中单元之间的数据交换和信息共享能力。
  传统的作战形式中各军兵种之间联系少,尤其在军事行动末端,信息不能实时在执行任务的空、地单元之间进行传输。在其进行通信的过程中,信息要从一个系统传输至另一个系统,中间要经过多次各级中继申请、转发,经过的节点数过多,造成信息的传输时延性过高,错失许多战场时机,以至于对本方部队造成了严重的损失。
  本文通过对近距离空中支援系统的组织实施过程以及Ad Hoc自组织网络的特性进行分析研究,在基于Ad Hoc网络基础上,利用近距离空中支援系统的优越性,结合数据链系统及空军武器装备情况,研究了在空中高速移动环境下空中节点与地面单元节点的接入协议以及路由协议,在网络中实现了多包接收,提高了网络中信道的利用率;网络中中控节点的设置,增强了网络的安全性和抗毁性,同时实现了对整个网络的分割和合并;对各业务类型分配了不同的优先级,以业务优先级代替了节点优先级,有效保障了高优先级的业务提前传递,满足了军事网络这种差异化的需求。利用OPNET仿真软件对近距离空中支援在不同规模应用场景中的信息交互进行模拟,分析了每个场景中节点的入网时间以及不同业务优先级的时延和丢包率随业务负载的变化情况,说明了本文设计的网络系统在实际应用中的可行性和优越性,为使近距离空中系统在我军的联合作战体系中应用做出了贡献。
[硕士论文] 陈佳莹
控制科学与工程 西南交通大学 2016(学位年度)
摘要:随着以无人平台为代表的信息化武器装备的广泛应用,信息网络和军事作战的关系越来越紧密,而新军事革命对于信息网络的强大依赖性使得网络对抗技术已上升到国防安全的高度,受到各国的关注。在无人平台测控系统中对其通信信息进行截获,解析其协议类型及格式获取网络特征是实现网络对抗的基础。但是出于数据安全性考虑,绝大多数的通信协议格式都是非公开的,在没有任何先验知识的情况下,面向比特流的协议识别与分析是一件困难的事情。
  本文围绕复杂无线网络环境中获取的大量未知二进制协议数据帧,重点研究了协议聚类和协议格式推断两大问题,针对各个领域中面临的难点问题,提出了相应的解决方案,最终实现对未知二进制协议的逆向解析。论文的主要工作如下:
  1、调研了常用的协议逆向方法,分析比对各自的基本思想和解析模型,在网络对抗的实际应用背景下构建了基于网络流量分析方法的未知二进制协议逆向解析系统,并讨论了所涉及到的数据挖掘、序列聚类和多序列比对等关键技术;
  2、针对协议序列不等长以及字符集过于单一的特点,首先通过数据挖掘技术在海量比特流数据中挖掘出协议特性相关的频繁序列,然后采用加权特征向量形成对各类协议的特定描述,利用向量空间替代欧式空间进行相似度度量,最后结合改进K均值聚类算法实现不同类型协议的聚类;
  3、采用报文域初划分加多序列比对算法的策略,对协议中固定域、可变域、定长域以及变长域进行划分,实现报文格式的粗提取,然后在此基础上结合格式标识字段、地址字段、长度字段等特定字段的语义特性提出相应的解析策略,提高报文字段划分的准确度。
  通过公开协议ARP、ICMP、DNS、OICQ和未知的自定义协议对样本的测试,将测试结果和标准协议格式以及自定义描述文件进行比对。实验结果证实了系统算法的有效性,同时可以确保二进制协议聚类和格式推断的准确性。
[硕士论文] 王定良
信息与通信工程 合肥工业大学 2016(学位年度)
摘要:随着通信技术的不断发展,通信对抗日益激烈化,传统的短波电台与超短波电台已经难以适应未来作战的需求,单兵通信系统正朝着数字化、集成化、宽带化的方向发展。未来的单兵通信系统将兼具自组网与宽带数据传输能力,能够完成语音通话、视频传输、战场态势感知等多种任务,从而大大提高通信效率和战场生存能力。
  本文充分借鉴了软件无线电思想,旨在研制一款兼容性强、应用灵活的多模单兵通信系统,用户无需改动硬件就可以方便地调整系统的工作模式和工作参数。整个系统由手持数据终端、射频模块、背负式电池组、头盔式摄像头以及头戴式受送话器组成,具备宽带数据传输及战场态势感知能力。论文的主要工作如下:
  1、对经典的自适应调制方案进行了深入研究,并完成了单兵通信系统自适应调制方案的设计。
  2、结合系统功能需求进行手持数据终端的设计,包括需求分析、元器件选型、功能模块设计、PCB布局设计、制板以及焊接调试,研发出手持数据终端实物样机。
  3、对常用的模拟与数字调制技术进行了深入研究,并在此基础上进行原理图与PCB的设计,研制出性能优异的信号调制模块;同时为信号调制模块开发了专门的上位机软件,实现了对该模块的全数字化控制。
  4、对常见的多址接入技术进行分析与研究,并设计硬件电路产生相应的组网波形。通过对比各种组网波形的性能,为单兵通信系统设计合理的组网方案。
  5、结合单兵通信系统的使用场景,并基于设计的组网方案,在手持数据终端上进行用户功能的实现,包括用户鉴权与管理、紧急命令下发、文本传输、语音通话、视频传输、文件收发、GPS定位、位置信息拓扑显示等。
[硕士论文] 黄亮
电子与通信工程 南京理工大学 2016(学位年度)
摘要:现代电磁战争对于各种体制的无线电探测系统提出了非常高的要求,连续波调频探测系统以其测距精度高、抗干扰性能强等优点而得到广泛的应用。
  本文研究的是锯齿波调频探测系统的信号处理技术。
  首先研究了锯齿波调频探测系统的工作机理,着重分析了目标回波差频信号的特性,在此基础上,设计了基于时域欠采样定理的测速方案和基于线性调频-Z变换(CZT)的测距方案,并利用MATLAB软件进行了系统仿真,验证了信号处理方案的可行性和抗噪声性能。
  其次对信号处理硬件电路进行了总体设计和指标分配,根据指标要求在Cadence软件中设计了信号处理电路的PCB板,并对其进行加工、焊接和系统测试,测试结果验证了该硬件电路的正确性和可靠性。
  最后利用QuartusⅡ软件对该信号处理方案进行了FPGA软件设计,并联合制作的信号处理电路板以及实验室现有的射频收发机进行了板级调试。仿真和外场实验结果表明,本文设计的信号处理系统测距精度达到0.1m,测速精度达到0.01m/s,满足指标要求。
[硕士论文] 张胜军
信息与通信工程 解放军信息工程大学;中国人民解放军信息工程大学 2015(学位年度)
摘要:无线通信的迅猛发展和广播特性造成了日益复杂的电磁环境。尤其在军事通信中,合法通信双方往往会面临敌方难以预料的各类干扰,对战场制信息权造成极大的威胁。当前的空域及其混合域的抗干扰技术大多基于空域角度差异,而空域角度并不能准确刻画干扰方与发送方的位置差异。事实上,无线传播环境存在复杂的反射、衍射、散射现象,干扰方与发送方的根本差异是由空域位置差异引起的空域信道差异。此外,仅仅依靠接收方的单方面处理对空域抗干扰的潜力挖掘并不充分,而当前对空域尤其是混合域的收发联合抗干扰设计研究较少。针对上述问题,本课题依托国家自然科学基金,对基于空域信道差异的收发联合抗干扰技术展开专门研究。
  论文首先建立了基于空域信道差异的收发联合抗干扰模型,并对子空间投影、空时/空频跳变的抗干扰原理进行了分析。在此基础上,论文提出了基于子空间投影、空时/空频跳变的收发联合抗干扰方案。具体的研究内容包括:
  1、建立了基于空域信道差异的收发联合抗干扰模型。首先通过实验验证了不同位置的空域信道具有一定的差异性,这是本文抗干扰技术研究的物理基础;然后建立了基于空域信道差异的收发联合抗干扰模型,从而将收发联合的抗干扰问题归结为求解一组收发处理对的最优化问题;最后从空域信道差异的角度对子空间投影、空时/空频跳变的抗干扰原理进行了分析,并给出了子空间投影、空时/空频跳变抗干扰方案的设计思路,为后续具体的抗干扰方案设计提供了理论基础。
  2、提出了基于子空间投影的收发联合抗干扰方案。首先接收方根据估计出的干扰子空间和合法信道矩阵计算出正交/斜投影算子并进行投影处理以滤除干扰;然后根据等效MIMO信道的匹配传输求出正交/斜投影后的最优收发处理对;最后将该收发处理对与对应的正交/斜投影算子结合得到最终的发送预处理和接收后处理。仿真结果表明,基于正交/斜投影的收发联合抗干扰性能明显优于传统的零陷空域滤波且具有与其理论值相接近的输出信干噪比。
  3、提出了基于空时/空频跳变的收发联合抗干扰方案。针对干扰信息难以获得的通信场景,通过引入时域/频域的自由度使期望信号在各个时刻/子载波上历经的等效信道不断跳变。首先发送方根据合法信道矩阵按照一定的规则设计空时/空频图样,并计算对应的发送预处理发出信号;然后接收方同样根据合法信道矩阵和共享的规则计算与发送方匹配的接收后处理匹配接收;由于接收方在各个时刻/子载波上的匹配传输实现了期望信号的能量累积而干扰信号由于空域信道的差异不能累计,从而获得抗干扰增益。仿真结果表明,基于空时/空频跳变的收发联合抗干扰方案较传统的收发匹配具有显著的抗干扰增益,且随着跳变次数的增加而增加。
[硕士论文] 危美林
军事装备学 解放军信息工程大学;中国人民解放军信息工程大学 2015(学位年度)
摘要:DDoS攻击是目前危害最大、最难防御的网络攻击之一,其目的是耗尽网络带宽,中断网络通信。若军事信息栅格遭受DDoS攻击,将严重影响资源的可用性和作战的实时有效性。本文在军内科研项目支持下,采用仿真手段,以优化DDoS协同防御部署策略为目的,围绕军事信息栅格环境下DDoS协同防御仿真框架设计、网络拓扑仿真模型构建、DDoS协同防御系统仿真模型构建和DDoS协同防御效能仿真分析等方面展开了深入研究,旨在解决关键问题,为军事信息栅格安全建设提供方法与技术支撑,完成的主要工作如下:
  1.针对军事信息栅格和DDoS攻防特点,在分析典型仿真框架的基础上,设计了军事信息栅格环境下DDoS协同防御仿真框架,明确了军事信息栅格环境下DDoS协同防御仿真研究范畴,并阐述了本文所研究的关键问题。
  2.为了在OMNeT++平台上构建军事信息栅格网络仿真环境,提出了基于AS/Router的军事信息栅格网络拓扑建模方法。在AS级和Router级拓扑建模过程中,引入抗毁性原理,赋予节点一定的抗攻击能力和自恢复能力,力求满足军事信息栅格抗毁性需求;在完整网络拓扑建模过程中,引入连通性机制,弱化关键节点的重要性,避免单点故障。最后分析了网络拓扑在OMNeT++平台动态生成的关键技术和生成实例,为后续的DDoS协同防御系统的仿真部署提供网络支撑。
  3.针对DDoS协同防御系统描述不规范和建模逼真度低问题,提出了MAS-OMNeT++三层建模方法。引入“Agent层—Agent特征模型层—MAS层”三层系统建模机制,采用形式化建模语言描述系统模型;通过MAS-OMNeT++对应关系构建OMNeT++平台之上的DDoS协同防御系统仿真模型,为后续的DDoS协同防御效能仿真分析提供可执行的仿真环境。
  4.为了探索DDoS协同防御优化部署策略并用于指导军事信息栅格网络安全建设,提出了基于收益/成本的DDoS协同防御效能仿真分析方法。引入归一化处理方法,有效解决测量指标单位不统一和测量值差异大的问题;给出两个反映防御效能优劣的主要影响因素,即交互协作程度和流量抽样技术;针对军事信息栅格数据海量性、数据动态性和异常流量难以被识别问题,设计基于流的自适应抽样算法,有利于大幅度约减海量数据,有效增加DDoS攻击等短流的抽样数量,确保流量抽样之后DDoS攻击流量检测的有效性,进而有效提高DDoS协同防御效能。
[硕士论文] 耿国轩
交通运输工程 长安大学 2015(学位年度)
摘要:信息化条件下的战术指挥通信主要依托于战术互联网,数据终端作为战术互联网的重要组成部分在加强参战人员信息共享、增强战斗力、提高生存能力等方面发挥着重要作用。然而在带宽窄、单波形或是单波段情况下,传统的数据终端功能单一,不能很好地满足实际需求,如数据传输速度很低,只能传递一般的定位、导航警报、短命令等低数据率信息;无法实现音频的实时传输,可靠性和安全性较低。因此在部队数字化建设过程中,一个重要的课题是如何完善数据终端的功能。
  本文着眼于当前的战术互联网建设。针对上述存在的问题,设计并实现了一种新型的战术互联网数据终端原型,解决了实际环境中存在的一些问题并完善了数据终端的功能,主要包括:(1)通过GIS地图的灵活性开展业务操作,显示用户的状态、地理位置、指挥关系等信息;(2)实现了语音消息功能,利用LPC(线性预测编码)技术高效且不损害语音质量的特点解决带宽较窄的语音压缩问题;(3)实现了文本消息功能,能够实时地完成对文本消息的编辑、发送、接收和提醒、存储、呈现以及检索等功能;(4)实现了电子邮件的发送、接收和存储等功能,使用Base64和Quoted-Printable两种编码方式完成对邮件正文格式的编码;(5)实现了代码指挥收发和存储功能,能够根据代码字典进行编解码和快速翻译。
  经过测试发现,在传输速率较低、通信环境恶劣的情况下,终端工作正常,能够顺利完成通用数据业务、语音消息、电子邮件、代码指挥和态势信息呈现等功能。
[硕士论文] 王晨
管理科学与工程 河北大学 2015(学位年度)
摘要:现代战争中,特别是在信息技术主导的战场上,作为C4ISR重点支持的通信网络可以将分散在空间,空气,海洋和陆地的各种侦察和监视系统,信息处理系统,控制系统,消防系统集成起来,实现战场各要素之间的不间断通信。面对未来不确定的国际战场环境,现代战争对C4ISR的载体——军事通信网络的要求越来越高,军事通信网络效能评估是判断它能否满足作战需求或者满足作战需求程度的一项有效途径。但是,军事通信网络效能评估过程中,存在着诸多不确定性要素,如何降低这些要素对最终的作战决策带来的风险,获取稳定的、可靠的评估结果,以满足军事通信和战场需求,为支持决策提供科学有效的依据是一个迫切需要解决的问题,也是一项复杂的系统性工程。论文就是以C4ISR通信网络效能的角度出发,引用灰色理论中的相关方法,充分发挥灰色理论在处理不确定信息方面的优势,从定量分析的角度,探讨构建C4ISR通信网络效能评估模型。
[硕士论文] 付良城
信息与通信工程 武汉理工大学 2015(学位年度)
摘要:在装甲指挥车行驶的过程中,车内发动机、空调设备等机械设备会产生很大的噪声,这些噪声最大能达到100dB(A),严重影响装甲指挥车车内成员的通话质量,降低车内人员的工作效率。如何在这种高噪声环境下完成车内成员间和车内与车外人员间的高质量的通话,成为一种迫切需要。
  本文以此为应用背景,设计出面向多终端的通话系统,达到使多人同时在100dB(A)噪声环境下完成清晰通话的目的。通话功能主要包括以下三部分:第一,装甲指挥车车内人员能完成会议模式的通话功能;第二,车内人员可以使用电台设备与车外人员通话;第三,车内人员通过接收操控台计算机发送的语音信息获得装甲指挥车的状态信息。通话效果为,在100dB(A)的噪声环境下,句子可懂度在95%以上。
  论文分析了通话系统需求,首先提出了总体设计方案;在降噪设计中,采用主动降噪、被动降噪和语音端点检测的混合方法实现语音降噪;在硬件设计中,构建ARM9+DSP的架构来完成对整个语音系统的采集、传输。
  在软件设计中,为了完成语音采集、处理与播放,编写DSP语音处理程序,实现语音编码解码;为了消除背景噪声,采用ADI的汇编语音实现端点语音检测算法;为了实现通话系统的总体控制,编写 Linux应用程序完成信息转发、系统控制;为了使车内成员获取装甲指挥车的状态信息,编写 VC程序将操控台计算机收集装甲指挥车的状态信息以语音数据发送给车内成员。
  最后对系统进行了调试、功能性能测试。测试结果表明:在噪声环境下,装甲指挥车车内成员可以完成会议模式的通话功能,车内成员也可以完成对外部电台点对点的通话功能,同时车内成员可以接收到控制台计算机发送过来的语音信息。在100dB(A)噪声环境下,通话系统的功能性能完全满足装甲指挥车内的通话要求。
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