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无线通信技术在军事领域中的应用研究

2017-04-01夏幸福

数字技术与应用 2016年10期
关键词:无线通信研究

摘要:无线通信技术在系统组织能力、拓展性、稳定性、隐蔽性方面都存在一定优势。目前,随着无线通信技术的进一步发展,基于无线传感网络的军事领域研究正在深入推进。为深入研讨无线通信技术在军事信息化战争领域所扮演的角色,本文以无线传感器网络知识为理论基础,着重对无线通信技术在军事领域的实践优势与现阶段覆盖范围进行针对性的应用研究。

关键词:无线通信 军事领域 研究

中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)10-0034-01

1 无线传感器网络概述

无线传感器网络,通过无线通信方式形成的为的自组织网络。在自组织网络系统覆盖区域中,系统可以感知、采集、处理监测目标的信息,并且把数据传输至中央服务器。

在军事领域中,无线传感器根据功能可划分为磁、电、光、声、气象、电波传感器等模块,传感器核心为传感器节点,系统凭借遍及的节点感知监测目标信息,并且在节点中设置汇聚节点,负责综合节点所感知的信息,由汇聚节点一致反馈到信息服务器中进行集成;监测目标则根据对象划分为敌军监测、友军监测,着重于军资、战场、地形、布防的监测;中央服务器即为客户端口计算机,在此处对数据进行再次集成,数据会在显示屏处展现给情报部门。

2 无线传感器网络特点

(1)网络覆盖范围很广。无线传感器网络在自身规模上不断革新,包括有密度拓展、数量拓展,融合分布式信息服务器技术,对节点数据信息的采集不断精确,促使系统容错性不断提升,伴随着节点密度、数量的增加,系统网络覆盖感知范围也逐渐拓展,避免网络洞穴或者盲区的出现。

(2)网络自组织。根据节点布置特征,限制节点交互协调,并且节点之间始终保持均衡关系。所以说系统网络不会根据预先配置的基础部件进行自身组网,而是以自组织网络为核心,节点保持着约束关系,不会因为某节点故障而影响到系统网络,促进传感器网络可持续发展。

(3)路由多跳。传感器微型节点制造简单、价格低廉,仅仅可以在监测目标百米内进行通信,可能无法满足系统的通讯要求。所以说设置节点时尽量以邻近直接传递为主,倘若目标节点超出可传递范围,则需要在节点间再次布置节点,节点既可以为数据传输端口,也可以为传输转发节点。

(4)网络动态拓扑。由于监测目标可随机性移动,而节点却有着固定位置,所以难免存在节点失效强制退出网络的现象,针对监测目标位置移动的问题,研究对无线传感器网络增加拓扑框架自动组织的功能,促使无线传感器网络的动态拓扑组织能力逐渐发展。

(5)网络框架以数据为中心。随着节点密度、数量不断增加,节点所采集的数据也逐渐膨胀,同时面对节点位置的随机性,节点的地址同样也在随机置换。用户所需要的是节点集成数据,而不是某节点,所以说网络框架以数据信息为中心。

3 无线传感器网络在军事中的应用

在战场上,对数据信息的捕获至关重要,无线传感器网络对军事领域的作用不可忽视,其在世界各国军事领域内一直颇受关注。

3.1 战场目标对象的定位与跟踪

所谓知己知彼,百战百胜,在战场上,对信息的实时掌控至关重要,而无线传感器网络自身在拓展性、隐蔽性、稳定性等方面有着一定优势,可不间断向战场指挥部门传输战争实况。

2003年,美国国防高级研究计划局在Network Embed and System Technology项目中提出对无线传感器网技术的深入研讨,针对战场定位,使用音频传感器网络对战场声音进行采集,精准定位参战目标三维地理位置,并且定位延迟时间仅仅2秒,精度为1.5米,足够对目标进行详细监视;2003年8月,美国陆军部门在俄亥俄州开展“沙地直线”项目,针对网络覆盖范围,提出精准服务器信息处理框架,在保障监测质量的同时,尽量减少网络费用支出。“沙地直线”可避免战场信息干扰,尤其在监测金属目标时,能对敌人的坦克、装甲车辆等进行定位跟踪。

3.2 战场信息侦察与监测

在战场部署无线传感器网络后,可针对战争特殊地质、地形,利用传感器隐秘勘察,洞悉战场环境。

美国陆军利用震动传感器网络系统来监测随机移动的目标,系统布置简单,仅仅几秒时间便可以在战场上展开侦查,在传感器节点130米内可以直接监视,而监测部门可以在1800米外进行监测指挥,促进监测的隐蔽性。

3.3 战场局势感知

随着无线传感器网络节点的普及,网络数据开始以融合集中的方式传输至监测服务器,对战场的感知能力逐渐提升,能详细到战场局势感知。

在阿富汗与伊拉克战争后,战争逐渐融合现代科学技术,例如以IP与WEB技术为核心,强调“网络作战”、“传感器信息作战”、“中央行动作战”,利用传感器网络来提高對战场的感知能力,甚至是战场局势感知。美国陆军部门主导的“战场感知与数据分析”系统便是此类作战模式。

4 无线传感器网络在军事应用中的问题

4.1 安全性问题

无线传感器网络对军事安全至关重要,在网络布置初期,首先需要考虑到节点故障与节点被俘,因为节点往往布置在敌占区域,安全性能无法保障,而一旦节点发生故障,维修部门也无法及时赶到节点位置且节点也难免被敌对俘虏。节点数据在网络传输中依然需要保障储存、集成安全。

4.2 数据融合问题

无线传感器网络在节点捕获数据后,要求能够及时传递至监测部门,供给数据参考,但是网络传感器节点受到自身硬件资源限制,例如环境兼容能力差,节点传输距离限制、战场电波信号干扰、节点拓扑框架动态变化,要求数据融合迅速,及时传输到服务器端口。

5 结语

随着科学技术的不断发展,为迎合对信息数据的需要,信息技术也不断随之革新,带动着军事领域逐渐变革。信息战争普及,要求对数据信息的捕获隐蔽化、准确化、科学化,掌握战场信息便可以真正抓住战争的主动权,无线传感器网络的介入必定使军界轰动。虽然无线传感器前景辽阔,但目前受到科学技术水平的限制,在军事领域上依然得不到普及使用,目前,世界无线传感器网络研究部门主要着重于网络系统框架、节点数据融合、连接线路,传感器待解决问题依然很多,但是在未来,相信无线传感器网络必定会在军事领域中得到蓬勃发展。

收稿日期:2016-09-05

作者简介:夏幸福(1984—),男,安徽马鞍山人,硕士,工程师,研究方向:通信信息与系统。

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