基于量子隐形传态的水下传感器网络分级加密通信协议

针对水下传感器网络中通信信息安全性与水声信道通信特性的不足,提出了一种基于量子隐形传态的水下传感器网络分级加密通信协议.一级在水面基站与自由水下航行器之间,采用量子隐形传态实现两者之间共享量子密钥,利用纠缠关联空间非定域性保证其通信信息安全性;二级在水下节点到水下自由航行器之间,采用对称加密算法实现两者之间信息的加密传输,利用对称加密快捷的优点提高其通信信息效率.分别对量子攻击、经典攻击及通信效率这3个方面进行了分析,证明该协议能有效防止量子态截获、重构、替换等攻击.     

水下传感器网络安全研究

水下传感器网络是一种新型的水下网络系统.文中分析研究了水下传感器网络面临的安全威胁、攻击和安全问题,结合水下环境和水下传感器网络特点,分析了严重威胁水下传感器网络的攻击.由于水下传感器网络和水声信道的特性,水下传感器网络易受各种恶意的攻击,特别是低成本的拒绝服务攻击会严重破坏网络的服务.现有的陆地传感器网络的安全策略不能直接移植应用到水下传感器网络,并且这些安全策略都是针对某一协议层,由于分层策略的缺点和限制,分层的安全策略不能有效防护混合攻击和跨层攻击,水下传感器网络应采用跨层安全体系结构.     

基于先验概率模型的混合水下传感器网络部署

针对水下传感器网络,结合水声通信和光通信两种通信方式的优点,设计了新的水下传感器网络结构。根据水下目标分布的先验概率模型,提出了混合水下传感器网络部署算法,实现了水下数据的高速传输和水下目标区域的高效覆盖。仿真结果表明,算法能够较好地减少网络部署的节点数目、缩短数据传输延时,减少能量损耗,延长网络寿命。     

水下移动无线传感器网络拓扑

水下移动无线传感器网络是当今世界各国的研究热点之一. 水下复杂环境以及传感器节点移动特性使得水 下移动无线传感器网络拓扑具备了动态演化性, 同时, 水声通信也对水下移动无线传感器网络的可靠性产生了一定 影响. 首先归纳分析水下移动无线传感器网络国内外的研究现状及进展, 并剖析了水声通信对水下移动无线传感器 网络拓扑的影响; 然后凝炼出3 个科学问题, 重点论述了拓扑生成、拓扑愈合及拓扑优化; 最后对未来研究方向进行 了展望, 以期为该领域的深入研究提供清晰的思路.

     

基于NS2的水声通信信道的扩展与仿真

研究水下信道通信优化问题,由于水下传感器网络在海洋数据采集有广泛的应用。水声信道具有高延迟、低带宽等复杂特点,影响信道通信质量。传统信道模型对网络仿真的效果比较差。为解决上述问题,对水声信道进行了建模,考虑了实际环境中各类噪声以及水温、盐度等因素对声信号传播的影响,并结合NS2进行了水声通信信道的扩展,最后在水声通信信道的基础上建立了一个多节点环境,对水声信道模型与实际水下环境的相似程度采用上述模型进行了仿真。仿真结果验证了信道模型的合理性,并反映出了水下环境中网络通信效果良好。     

水声传感器网络实验平台监控软件的开发

水下实验是水声传感器网络研究的重要手段,然而进行水下实验将需要大量的人力、物力和时间。水声传感器网络实验平台是提高水下通讯实验效率的有效解决方案。本文设计开发了水声传感器网络实验平台的监控软件,作为整个实验平台的系统管理层,为整个实验平台提供友好的用户接口,对水声传感器网络水下实验的测量、调试和分析提供可靠灵活的技术支持。     

基于链接预测的水下WSN消息转发算法

随着移动自组织网络的发展以及为了更加便捷地监测和探索水下环境,水下无线传感器网络开始出现并逐渐受到研究人员的重视.水下无线传感器网络可广泛应用于海洋环境监测、资源开采、水下生物研究、海难搜救等诸多水下场景.与传统的无线传感器网络不同,通常,水下无线传感器网络中存在锚定节点和移动节点两种类型的节点,并且由于水声通信的不规...     

基于SOPC技术的水声传感器网络节点设计

水下环境的复杂性和不确定性给水声传感器网络节点的设计带来了诸多困难.本文提出了一种基于SOPC技术的、灵活的、可配置的水声传感器网络节点的设计方案.系统的核心部分采用Altera公司的CycloneⅡ系列FPGA实现.介绍了节点设备的设计思想、功能和关键技术,详细说明了数字化水声通信收发通道的设计.     

水声传感阵列指向性与系统传输性能研究

针对浅海水声通信中水汽界面和海底的反射产生多途效应对信号传输的影响,依据水下声传输原理,分析了水声信道中的噪声特点和产生多途效应机理,研究水声信道中声传感器指向性与传输性能关系,探讨水声传感阵列方式在水下通信环境的优势,设计合理的阵元间连接形式、阵列驱动电路和阻抗匹配电路,保证有效的功率耦合效率。经水下试验测试表明:采用一定指向性的声阵列结构,利用单个阵元波束宽度小于10°,构成阵列结构的波束宽度小于30°,并进行一定阻抗匹配,可减小能量损失,有效提高水声通信系统性能。     

基于混沌的水下传感器网络分组加密算法

 由于水声信道是一个开放的环境,水下传感器网络很容易受到各种攻击和威胁。为了解决水下传感器网络面临的安全性问题,本文提出一种基于混沌理论的分组加密算法。算法采用16轮Feistel结构对分组进行加解密,加密轮函数通过双混沌方程构造,轮密钥则通过单一混沌系统生成。通过分析,该算法满足安全性要求。仿真结果表明,相比DES和AES加密算法,该算法消耗比较低的资源,适用于水下传感器网络。     

基于DSP的小型数字语音通信平台设计

为满足有效可靠的水声语音通信需求,针对语音信号和水下信道的特性,以TI公司的DSP芯片TMS320VC5416和DVSI公司的AMBE-2000芯片为基础,设计了一种适用于水下的小型数字语音通信系统方案,建立了通信系统的整体硬件结构,并对各关键功能模块进行了性能调试和分析;通过对系统的测试和性能分析,硬件系统运行稳定可靠,为实现水声语音通信搭建了良好的硬件平台。     

声诱饵仿真评估系统的研究和应用

水声对抗过程中使用声诱饵对鱼雷进行软杀伤是一个重要的阶段,计算机仿真对声诱饵型号的研制有重要的促进作用。该文立足于服务型号研制,构建了一个基于DIS的声诱饵仿真系统,其中包括鱼雷、海洋声信道和声诱饵等声节点,以及导演台、网络通信和终端演示等必要的支撑。该系统将目标定位于声诱饵诱骗鱼雷的对抗阶段。文章详细描述了系统的实现过程及其评估功能。     

基于EJB和HLA的潜艇作战仿真系统设计与实现

研究的目的是建立一个更具有重用性、扩展性和灵活性的潜艇作战仿真系统。在分析了系统需求的基础上,提出了基于EJB(企业级JavaBean)和HLA(高层体系结构)的潜艇作战仿真系统架构,建立了包含基础模型、装备模型和兵力模型的潜艇作战仿真模型系。详细描述了基于EJB的潜艇作战仿真模型、仿真数据库访问、基于HLA的联邦对象模型以及联邦成员的设计与实现。介绍了系统的部署以及一个仿真实例的运行过程。运行结果表明,该系统运行稳定可靠,部分模型得到重用,验证了系统设计方案的可行性。     

潜艇水下六自由度运动仿真数学模型

潜艇水下运动是多姿态的三维空间运动。计算机仿真要对其进行比较准确的描述和对运动状态进行动态仿真研究,其关键技术是建立潜艇空间运动方程。该文在描述潜艇水下运动的基础上,建立了可用于非线性修正的潜艇三维空间运动方程。经过必要的数理解推理,定量确认了模型的有效性。最后,以某潜艇为例,研究了该型潜艇水下运动规律和操纵特点。     

直升机反潜模拟中的吊放声纳系统仿真

吊放声纳系统仿真是直升机反潜作战模拟的关键。分析了吊放声纳发现判决方程、各种搜潜方法的共性特征,在此基础上将探测、发现目标的问题逐步转换成易于求解的数学模型。以单机和单潜作战对抗过程为典型实例,研究了仿真系统功能需求及总体结构。讨论了基于水声资料库、Direct Sound技术、实时3D效果控制,实现音频信号的合成和回放的方法。针对一个合理的数据结构对于有效的数据处理的重要性,将空间矩阵法引入吊声数据处理仿真。运行和使用表明,仿真系统为直升机反潜综合战术模拟训练提供了实用的平台。     

水声对抗仿真系统研究的新思路及其应用

结合水声对抗系统的建设,我们进行了水声对抗仿真系统的研究。根据先期研制声诱饵仿真系统的经验教训,紧扣仿真的实质,提出了水声对抗仿真系统研究中采用的一些新思路,其中包括仿真合成环境、信号处理异地化以及信道变化律等。文章详细描述了它们的内容和应用思路,并分析了它们的合理性。     

单双壳体潜艇冲击响应对比研究

探索单双壳体冲击环境差异对我国单双过渡型潜艇结构设计具有重要意义.采用均摊板厚的方法将某双壳体潜艇简化至对应的单壳体潜艇,利用有限元软件ABAQUS对潜艇在水下爆炸载荷作用下潜艇的冲击环境进行数值实验仿真,对加速度数据处理得到冲击谱表示的潜艇冲击环境,并将典型部位的冲击响应和沿艇长方向的响应结果分布进行对比研究.结果表明:双壳体的加速度响应值与冲击谱值同单壳体相比有相当程度的减小,双壳体潜艇的响应较单壳体潜艇的响应更具整体性.     

浮标阵形对搜潜效能影响的研究

搜潜效能是评估浮标阵形性能的重要依据.为了研究不同浮标阵形对搜潜效能的影响,以航空应招反潜作战为背景,建立了航空搜潜过程中的潜艇运动模型和浮标布阵数学模型,并结合浮标阵阵无数量、反潜基地距潜艇初始发现点的距离、反潜机巡航速度以及潜艇规避速度的变化,运用Monte-Carlo方法对不同浮标阵形的搜潜效能进行了仿真和比较分析.仿真结果表明,在相同条件下,不同浮标阵形的搜潜效能存在较大差异,单层圆形浮标阵的搜潜效能相对较高.为声纳员优化浮标布阵提供有效的辅助决策依据.     

几种基于特殊媒介的无线传输技术

随着科技的发展和应用需求的推动,基于特殊媒介的无线传输技术不断涌现。对国外几种典型的基于特殊媒介的无线传输技术的基本机理、主要特点及国外发展情况进行了介绍,其中海面蒸发波导通信可显著降低微波超枫五巨传播损耗;基于电离层加热的沿场散射通信能够显著改善HF／VHF／UHF超视距通信性能;水声通信是一种极有前途的对潜通信手段;中微子通信具有钻地入海的直线通信能力。各项技术利用其独特的信道特性提供了优于常规通信的传输性能,对未来通信发展具有重要意义。