水下无线Ａｄ Ｈｏｃ网络通信技术
一． 技术背景
随着我国海军的迅速发展,采取水下编队形式执行复杂海上任务已经逐渐成为一种趋势,需要完善、可靠的通信网络支撑。然而受水下环境,目前水下通信仍旧大多采取点对点式通信,存在通信范围窄、组网能力差、抗干扰能力弱等问题,难以满足当前海上编队通信需要,迫切需要发展新型水下通信网络。
Ａｄ Ｈｏｃ网络是一种自组网的多跳移动网络,具有无中心、自组织、多跳路由、组网、节点移动等特点，以其特有的无需架网络基础设施、可快速展开、通信距离远和抗干扰能力强等优势在美军战术互联网中得到迅速发展。
二． 技术介绍
Ａｄ Ｈｏｃ源自拉丁语,意思是“ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｎly“，即为“为了某种目的特别设置”。Ad Ｈｏｃ网络又被称为多跳无线网或自组织网络，是由带着无线收发装置的移动终端组成的一个多跳、无中心的、临时组织网络，网络中的每个节点都能够在没有基站的情况下,通过分层协议和分布式算法彼此协调,在移动的状态下保持链路畅通'提供网络服务。因此,Ａｄ Ｈｏｃ网络中每个节点既是终端机又是路由器,同时具有路由和报文转发功能。
Ａｄ Ｈｏｃ网络是在无线分组网的基础上发展起来的,其原型为美军的ＡＬＯＨ
Ａ网络和ＰＲ网络,其中, ＡＬＯＨＡ网络需要固定基站的支撑,网络中节点间需要直接了连接才能进行通信,仍属于单挑网络;ＰＲ网络是真正意义上的多跳网络,可以通过中继的方式实现远距离通信。
三． 技术特点
Ａｄ Ｈｏｃ网络的特点,主要有以下5个：
（1） 自组织性：相对常规网络，Ad Hoc网路不需要硬件基础网络设施的支持，
可以随时、随地快速构件移动通信网络,具有自组织性。
（2） 分布性:Ａｄ Ｈｏｃ网络没有一般移动通信网络的控制中心,网络中每个用
户终端都是地位同等的节点,都同时起着主机和路由器的作用。因此,Ａｄ Ｈｏｃ网络中任何节点的故障不会影响整个网络的运行,故而具有很好的抗毁性。
（3） 多跳路由:Ａｄ Ｈｏｃ中各用户终端既是主机也是路由器,当需要进行远距
离通信时,可以借助多个用户终端实现多跳通信,达到远距离通信目的。因此，Ad Hoc网络能够覆盖较大的空间范围。
（4） 动态拓扑:Ａｄ Ｈｏｃ网络中每个用户终端是可以任意移动的,并且可以根
据需要随时开、关机。因此,Ａｄ Ｈｏｃ网络属于动态网络,即使只有1个终端位置发生变化或者开、关机,Ａｄ Ｈｏｃ网络的拓扑图也会发生变化,且变化和速度是不可预测的。
（5） 生存时间短:Ａｄ Ｈｏｃ网络主要用于临时通信,因此具有较短的生存周期。
正是由于Ａｄ Ｈｏｃ网络具有上述特点,使得其与传统蜂窝移动通信网络以及固定通信网络在体系结构、网络组织以及协议设计等方面具有了显著区别。也正是由于上述原因,使得水下Ａｄ Ｈｏｃ网络相对传统水下通信系统具有了明显的优势。
四． 军事应用
水下Ａｄ ｈｏｃ网络能够实现复杂水下环境中的节点间信息传输,在潜艇作战保障、水下监视以及海上联合编队作战等方面将有很大的应用空间。
1. 保障潜艇作战
传统的潜艇水下通信手段（甚低频、极低频）在存在数据传输速率低、间隔时间长等问题的同时，还难以兼顾潜艇的隐蔽性与联通性，而水下Ａｄ ｈｏｃ网络能够为潜艇提供持续、隐蔽、高速的无线通讯网络，使潜艇能够在水下进行相对高速、持续、稳定的通信，并进行多媒体信息的交换，将使潜艇的作战效应发生性的变化。
水下Ａｄ ｈｏｃ网络将进一步促使潜艇的作战方式 以平台为中心协同作战向以网络为中心的一体化作战方式转变。基于水下Ａｄ ｈｏｃ网络,潜艇可以将满足精确打击需要的目标信息快速传递给其他平台,也可作为打击平台近实时地接收
水下网络本身获取的目标信息。这样,基于水下Ａｄ ｈｏｃ网络 潜艇和其他平台能够共享通用战场态势图,从而更加全面、客观和准确地感知整个战场态势。
2. 构建自主水下监视系统
由于水下环境的特殊性,无法针对重点海域,特别是一些人员和潜艇无法进人的海域实施24小时监控。 这种情况下,可以利用多个 搭建水下监控网络, 并将每个ＵＵＶ作为节点,构建水下Ａｄ ｈｏｃ网络。
利用ＵＵＶ搭建Ａｄ ｈｏｃ网络,实施水下监控主要有以下优点:第一,利用水下Ａｄ ｈｏｃ网络的自组织特性,不需进行基础设施建设,因此可以根据需要随时布设;第二,基于Ａｄ ｈｏｃ网络的多跳特性与可扩展特性,可以实现对较大范围水域的监控,并随时可以根据需要对监视系统进行扩展;第三,基于Ａｄ ｈｏｃ网络的动态拓扑特性,即使部分ＵＵＶ因为某些原因被损坏,整个ＵＵＶ网络仍旧可以正常通信。
3. 提高体系作战能力
未来海战模式将由“平台中心战”向“网络中心战”转变,将形成以编队通信网为基础、以无漏洞探测网络为耳目、以编队火力和综合电子对抗技术为主要打击手段、以网络化指挥控制为核心的海军舰艇编队作战指挥系统的体系。水下Ａｄ ｈｏｃ网络的构建 将实现水下通信网络与其他海、陆、空、天基网络的连 接,构成真正意义上的一体化通信网络体系。
例如,对于海军编队,通过规范和统一水下Ａｄ ｈｏc网络与其他相关网络的各层协议,可以构建一个统一的编队通信网。这对实现编队内信息的有效传输，从而提高编队作战能力具有重要意义。
