目 录
第一部分 自行开发的VX-2R 电台功能 . .................................................................................................... 3
1 VX-2R 电台简介 ...................................................................................................................................... 3
2 电台功能开发使用................................................................................................................................... 5
2.1 扫描 .............................................................................................................................................. 5
2.2 发射 .............................................................................................................................................. 5
2.3 频道步长选择............................................................................................................................... 5
2.4 接收模式 ...................................................................................................................................... 6
2.5 音频呼叫 ...................................................................................................................................... 6
2.6 液晶亮度调节............................................................................................................................... 6
第二部分 作战模拟系统军事通信网络建模研究 . .................................................................................... 7
摘 要 .............................................................................................................................................................. 7
1 国内外研究现状 ...................................................................................................................................... 7
1.1 作战模拟系统中军事通信网络建模研究现状 . .......................................................................... 7
1.2 现代军事通信网络 . ...................................................................................................................... 7
1.3 军事通信网络建模研究现状 . ........................................................................................................ 8
2 作战模拟系统中的军事通信网络建模问题分析 . .................................................................................. 8
2.1 军事通信网络的建模问题分析 . .................................................................................................... 8
2.2 军事通信网络的拓扑结构抗毁性问题分析 . ................................................................................ 9
2.3 军事通信网络建模内容分析 . ........................................................................................................ 9
3 作战模拟系统中军事通信网络建模 . .................................................................................................... 10
3.1 军事通信网络模型结构 . .............................................................................................................. 10
3.2 军事通信网络系统建模 . .............................................................................................................. 11
3.2.1 军事通信网络协议建模 . .................................................................................................. 11
3.2.2 军事通信网络拓扑结构建模 . .......................................................................................... 11
3.3 军事通信网络消息处理模型 . ...................................................................................................... 12
3.3.1 消息模型........................................................................................................................... 12
3.3.2 消息处理模型运行框架 . .................................................................................................. 12
4 军事通信网络拓扑结构抗毁性研究 . .................................................................................................... 12
4.1 军事通信网络抗毁性测度研究 . .................................................................................................. 12
4.1.1 军事通信网络连通性测度 . .............................................................................................. 13
4.1.2 军事通信网络抗毁性测度 . .............................................................................................. 13
4.2 不完全信息条件下的军事通信网络抗毁性 . .............................................................................. 14
4.3 军事通信网络拓扑结构抗毁性优化 . .......................................................................................... 15
5 想定案例分析 ........................................................................................................................................ 16
5.1 背景概述 ...................................................................................................................................... 16
5.2 想定案例中的军事通信网络拓扑结构抗毁性优化 . .................................................................. 18
6 结论 ........................................................................................................................................................ 19
参考文献 ...................................................................................................................................................... 20
第三部分 抢答器设计............................................................................................................................. 21
1 引言 ........................................................................................................................................................ 21
2 设计任务及要求 .................................................................................................................................... 21
3 电路工作原理 ........................................................................................................................................ 22
3.1 抢答器总体原理框图 . ................................................................................................................ 22
3.2 单元电路设计............................................................................................................................. 22
3.2.1 抢答器电路 . .................................................................................................................... 22
3.2.2 30s定时电路 . ................................................................................................................. 23
3.2.3 报警电路 . ........................................................................................................................ 24
4 单元电路设计参数计算及元器件选择 . ................................................................................................ 25
5 Protel设计 ........................................................................................................................................... 25
5.1 用Potel99SE 设计芯片 . ............................................................................................................ 25
5.2 电路原理图设计 . ........................................................................................................................ 26
5.3 PCB版图设计.............................................................................................................................. 27
6 结论 ........................................................................................................................................................ 28
参考文献 ...................................................................................................................................................... 29
第四部分 校园无线组网........................................................................................................................... 30
1 SOR4830综述 ......................................................................................................................................... 30
2 组网前的准备工作................................................................................................................................. 30
2.1 IP地址配置................................................................................................................................ 30
2.2 运行模式的切换 . ........................................................................................................................ 31
2.3 Wireless Network设置 . ........................................................................................................... 33
2.4 Wireless Security . .................................................................................................................. 34
2.5 Wireless Advanced Settings . ................................................................................................ 35
3 无线组网的实现 .................................................................................................................................... 36
第一部分 自行开发的VX-2R 电台功能
1 VX-2R 电台简介
VX-2R 是一款超小型的多频段调频无线电收发机，并具有很宽的接收频率覆盖。VX-2R 超小的体积使得您可以随时随地携带着它一一无论远足、滑雪、或是漫步城中皆可，而且它的操作适应性可以给使用者带来很多的操作乐趣。它超小的FNB-82LI 锂电池可提供V 段1.5瓦，U 段1瓦的发射功率。除了在144和430MHz 上的发射操作，VX-2R 还可接收调幅和调频的广播频段、短波频段、VHF/UHF电视伴音频段、VHF 调幅航空频段以及广泛的商业和公共安全频率！
它的其他功能还包括：可通过一个快捷键接入互联网系统；发射限时；自动关机；自动频差；自动通联范围跟踪系统(ARTS)，几个同时开启ARTS 的电台组成一个通联范围，而当你离开这个范围时电台会发出提示音；在繁忙的频段缩小发射调制带宽；射频静噪电路可让你根据信号强度来开启静噪，从而减少在设置静噪极限时的猜测。
图1.1 控制部件及接口
表1.1 键盘功能
图1.2 液晶显示屏功能显示
2 电台功能开发使用
2.1 扫描
在VFO 模式下，按住BAND 键一秒并用顶部旋组进行向上向下扫描。当接收到一个足够强的信号时，扫描会停止在这个频点上，扫描停止时保持的时间是依照你设定的“resume ”条件来确定的（菜单#31）。按PTT 键退出扫描。
2.2 发射
VX-2R 只能在144MHZ 和430MHZ 发射，发射时仅仅需要按住PTT 键就可以了。在发射频率范围时，可以选择两种功率。改变发射功率时，只需按H/L键就可以进行转换。在高功率发射时，液晶上显示满格发射信号，在低功率发射时，液晶上只显示两格发射信号。
在FNB-82LI 电池工作下，144MHZ 高功率时1.5W 输出，低功率时0.1W 输出；430MHZ 高功率1.0W 输出，低功率0.1W 输出。在外接电源工作时，144MHZ 高功率3W 输出，低功率0.3W 输出，430MHZ 高功率时2W 输出，低功率0.3W 输出。
2.3 频道步长选择
VX-2R 的电子合成器提供了几个可利用的频道步进5/9/12.5/20/25/50/1000KHZ，任何一个步进值可能对你在操作时都非常重要。出厂时本发射机在每一个不断的设置都是不同的。如果你需要更改步进时，处理方法非常简单。因为每个步段的步进值不同，方法如下：
（1） 按F/W键，再按H/L键，直接进入设定功能#43（STEP ）。
（2） 用顶部旋钮DIAL 键选择新的频道步进值。
（3） 完成设定时，按PTT 键保存新设置并退回正常操作模式。但（1）当在BC 段接收
时只可以选择9KHZ ；（2）当在BC 段操作时只可以选用9KHZ 或10KHZ ，其他步进不能使用。（3）在250-300MHZ ，不能选用5/15KHZ，580MHZ 除外。
2.4 接收模式
按MD 键选择AUTO/N-FM/W-FM/AM。
2.5 音频呼叫
如果你附近的中继台需要一个1750HZ 的脉冲才能打开，你可以将监听设置成“音频呼叫”键。改变这个键的功能，需要再次使用菜单。
（1） 按住H/L 1秒进入设定模式。
（2） 用顶部旋钮DIAL 键选择菜单#26 M/T-CL。
（3） 按住H/L键一下来调整这个功能的设定项目。
（4） 用顶部旋钮DIAL 键选择T-CALL 。
（5） 完成设定后，按PTT 键保存新设置并退回正常操作模式。
打开中级的操作是按住监听键（MONI ）几秒，发射器会自动启动，一个1750HZ 的音频就会发射出去。一旦你打开中继，就可以用PTT 发射了。
2.6 液晶亮度调节
（1） 在VFO 模式下，按住H/L键一秒进入设定模式
（2） 用顶部旋钮DIAL 键选择菜单#16（DIMMER ）。
（3） 按H/L键进入设定，然后用顶部旋钮DIAL 键调节液晶亮度。
（4） 完成后，按PTT 键保存新设置并退回正常操作模式。
第二部分 作战模拟系统军事通信网络建模研究
摘 要
针对作战模拟系统中军事通信网络建模中存在的问题，本文从网络的模型和拓扑结构抗毁性两个方面进行了深入地研究，主要研究内容如下：分析作战模拟系统中军事通信网络建模中存在的问题，建立作战模拟系统中的军事通信网络模型，确立军事通信网络的抗毁性测度指标，提出了一种网路拓扑结构抗毁性优化方法，通过一个以防空系统为背景的想定案例对本文的研究进行了分析验证。
关键字：作战模拟；军事通信网络；网络建模；抗毁性
1 国内外研究现状
1.1 作战模拟系统中军事通信网络建模研究现状
作战模拟系统下的军事通信网络建模研究需要立足于现代作战模拟的发展，了解作战模拟系统的体系结构，还要贴近信息化条件下的军事通信网络实际，体现现代军事通信网络的基本特征。因此，本节从以下三个方面分别进行介绍。
1.2 现代军事通信网络
现代高技术条件下的战争是体系对体系的对抗，是体系作战能力的较量。各个系统之间、系统内各个子系统之间以及单个作战个体之间，必须紧密配合才能形成一个有机的整体发挥作用。现代化的军事通信系统则是形成这种整体合力的“聚合剂”和提高整体作战效能的“倍增器”。
在通信新技术不断产生、新需求逐步扩展的基础上，为了实现日益提高的军事通信能力的构想，提出了一体化通信网络的概念。一体化通信网络的基本特征：多网的互联互通，灵活性、可扩展性及军用性的网络功能体系结构。信息化战争还要求通信网络具
备以下几种主要的军事能力，概括如下：抗毁顽存能力，抗电子战能力，机动和协同通信能力，快速反应能力，个体通信能力。
1.3 军事通信网络建模研究现状
目前，关于军事通信网络建模的研究主要集中于通过网络仿真软件建立军事通信网络模型，对网络本身性能进行分析，目标是通过对军事通信网络的仿真，来分析研究改进通信网络性能的策略。抗毁性研究主要是针对连通网络进行的，部分研究考虑了破坏后最大连通片的规模以及连通片的数目，但对网络的平均最短路径等反映网络内部结构的属性考虑较少。绝大多数抗毁性测度指标的计算都是 NP 问题，从计算复杂性角度来看，这些抗毁性测度很难适用大规模军事通信网络。
2 作战模拟系统中的军事通信网络建模问题分析
2.1 军事通信网络的建模问题分析
国内的作战模拟研究起步较晚，常用的建模技术主要有蒙特卡罗法建立随机模型，兰切斯特方程建立确定性解析模型和应用指数法建立运行速度较快的战术、战役模型。而在大规模的战役模型研究中主要是运用聚合(aggregation)法，通过消除许多战斗实体间的差别，进而减少信息量，提高模型的模拟能力和运行速度，以符合高层次模型的需要。目前，在国内的作战模拟系统中对军事通信网络的模拟研究主要就是将军事通信网络的模型简单化，只是模拟军事通信网络的基本信息传输功能。作战模拟系统中的军事通信网络模型一般由终端节点、链路、处理节点以及通信协议四部分组成。
在模型中，用终端节点来描述通信网络中的一个或一组通信终端，终端节点模型包括发送端口和接收端口，用来发送和接收报文。处理节点是对网络交换设备的模拟，实现通信数据的输入、处理、输出功能，主要包含分类器和服务代理两部分。当一个报文到达节点时，分类器负责检查报文的相关字段。通常是目的地址，有时也可能是源地址，从而得出该报文下一个接收者的值并将其传送给输出接口对象。服务代理是对报文进行重组、拆分或其它处理的服务模块，处理过程均可抽象为报文的输入、处理、输出三个阶段。链路是对传输信道的抽象，链中的主要部分均是不同类型的连接器，连接器
的主要功能就是接收到一份报文，执行一些函数，再将这份报文发送给它的邻接对象或丢弃掉。
2.2 军事通信网络的拓扑结构抗毁性问题分析
通过对军事通信网络建模问题的研究，我们可以构建一个军事通信网络的模型。由于网络模型的拓扑结构与通信网络的拓扑结构是一致的，即是对军事通信网络的拓扑结构抗毁性进行研究。军事通信网络由于其在信息化战争中的重要地位，必然会成为敌方攻击的首要对象，而通信网的毁坏必将对战争带来巨大的不利影响，因此信息化战争中军事通信网络本身必须具备一定的抗毁能力。影响军事通信网络抗毁性的自身因素主要有两个方面：通信设备的可靠性和拓扑结构的抗毁性。通信设备的性能取决于当前的技术水平，技术水平的高低决定着通信设备抗毁性的优劣。而军事通信网络的拓扑结构则是在构建网络时形成的，是可以通过分析评估进而优化的。另外，网络整体结构抗毁性的重要度要高于仅有通信设备可靠性决定的单链路点点通信的抗毁性，这是在对军事通信网络抗毁性进行研究时需要明确的。因此，从网络的拓扑结构出发研究军事通信网络的抗毁性分析具有着重要意义。目前关于军事通信网络的抗毁性分析的重点也是从网络的拓扑结构层进行分析。大多数的研究集中于连通网络的抗毁性测度研究，即从网络连通性的角度描述网络拓扑结构对军事通信网络抗毁性的影响，通常用两个可靠性的确定测度：粘聚度和连通度。这只是考虑了通信网被破坏的难易程度，并未对破坏后的网络状况进行评估，只能对连通网络进行分析评估。
信息化条件下的军事通信网络规模较大，包括大量节点，个别节点的失效对于大型军事通信网络的连通性并没有太大的影响，之后很多的抗毁性测度被提出来弥补这个不足，但是这些测度计算都较复杂，很多被证明是 NP 完全问题。因此，需要对不连通网络的连通性进行重点分析研究，重新定义基于连通性测度的抗毁性标准，并以此为目标对网络的拓扑结构进行优化。
2.3 军事通信网络建模内容分析
在前面的两节中，我们对作战模拟系统中的军事通信网络模拟中存在的问题进行了分析。根据这些问题，我们明确了军事通信网络模拟需要重点研究的两个内容：军事通信网络模型的建立和网络拓扑结构抗毁性的分析优化。
首先，我们对作战模拟系统中军事通信网络模型的建立需要重点研究的内容进行分析。针对分离式的通信系统建模方法存在的缺陷，我们应该采用嵌入式的建模方法。信息化条件下的军事通信网络模型不单单要为模拟系统提供消息的传递功能，更应该体现出信息化条件中的军事通信网路的基本特征，以满足信息化条件下作战模拟系统的需求。因此，信息化条件下作战模拟系统的军事通信网络模拟问题应该从以下三个方面进行：通信节点模型，网络系统模型， 消息处理模型。
其次，我们要在军事通信网络模型建立的基础上，研究网络拓扑结构抗毁性分析优化的方法。通过上一节中对抗毁性问题的分析，我们得出网络的连通性测度是对网络拓扑结构抗毁性进行研究的基础。因此需要对现有的网络的连通性测度进行研究，针对现有的网络的连通性测度存在的不足，分析在设计网络的连通性测度时需要重点考虑的因素，提出一个合理的网络的连通性测度，并与现有的连通性测度进行分析比较，在此连通性测度的基础上定义网络的抗毁性测度。网络的抗毁性测度的定义与网络面临的攻击方式有关，攻击方式主要有确定性策略和随机性策略两种。确定性策略是完全已知网络的拓扑结构采用的一种确定性的攻击策略。随机性策略是完全未知通信网络的拓扑结构而采用的一种随机性的攻击策略。然而在现实世界中，由于各种军事侦察探测技术，军事通信网大多处于“半通明”的状态，即部分网络的拓扑结构已知，另一部分未知的情况。我们需要对这种情况进行分析，并定义这种情况下的攻击模式。通过对网络抗毁性测度的分析研究，我们可以得知网络的抗毁性能，但是如何增强网络的抗毁性则需要进一步研究。对网络的拓扑结构进行优化以增强网络的抗毁性，最重要的是确定优化的目标及相关的约束条件，在此基础上对优化的方法步骤进行分析研究，以在一定程度上增强网络的抗毁性。
3 作战模拟系统中军事通信网络建模
3.1 军事通信网络模型结构
信息化条件下的军事通信网络节点数目众多，拓扑结构复杂，本文采用分层建模的思想，将一个通信子网作为上层通信网的一个通信节点。本文将网络系统模型、通信节点模型和消息处理模型三个部分对军事通信网络模型进行研究。网络系统模型是同军事通信网的整体描述，主要包括网络的类型、拓扑结构和网络的协议。通信节点模型包括
节点的类型、状态、视场模型和分辨率模型。消息处理模型是军事通信网络进行消息传递的基础，包括对消息类型的定义，消息的产生、发送、转发和接收，传输延迟时间等。
3.2 军事通信网络系统建模
军事通信网络系统建模是对军事通信网络的模型描述，主要是建立网路的协议和拓扑结构模型。网络系统模型中包括四个部分：参与的通信节点、网络类型、网络协议和拓扑结构。
3.2.1 军事通信网络协议建模
网络协议是约定节点间信息交换的规则所使用的语言及所表达的语义，是通信网络不可缺少的重要组成部分。网络协议包括传输的信息的类型、数据包字长，网络的最大跳数、每跳的时间延迟和可以传输的消息种类，还可以针对不同种类的消息定义数据包字长和消息的优先级。每一个网络必须定义一个网络协议，协议中 type 、byte 、maxjump 和 delay 属性都不能为空。如果 msgtype 为空，则表示网络不支持任何类型消息的传输。如果message 为空，则该协议对于任何种类的消息都执行相同的处理。
3.2.2 军事通信网络拓扑结构建模
军事通信网络的拓扑结构就是军事通信网络中各个节点的连接方式。它不考虑每个节点的具体内容，强调的是节点之间是否连接，用于分析网络的互连组成方式。根据军事通信网络的实际拓扑结构类型，本文中军事通信网络建模中设定的拓扑结构有以下几种：总线拓扑结构、树形拓扑结构、星型拓扑结构、环形拓扑结构、网状拓扑结构。
总线拓扑结构是一个通路共享的节点连接方式。所有通信节点连接到公用总线上面，所有节点地位平等，没有中心节点。发送节点发送消息时，从该节点沿着总线向两端传递。树形拓扑结构是一种分级的集中控制式结构，是典型的传统军事通信网络的拓扑结构。星型拓扑结构是一个中央节点，其他节点都与该节点直接相连的网络结构。网状拓扑结构的一个最主要的特点就是没有中心节点，所有节点实行平等通信。
3.3 军事通信网络消息处理模型
消息处理模型是军事通信网络模型的核心和基础，本节主要从四个部分进行研究：消息建模、消息处理模型的运行框架、消息队列模型和路由协议模型。消息建模主要是建立消息的类视图，并对消息进行分类。运行框架描述了消息处理模型的流程。消息队列模型和路由协议模型是消息处理模型进行消息传递和路由选择的基础。
3.3.1 消息模型
军事通信网络模型中的消息作为信息的载体分为三种类型：指挥控制消息、情报消息和系统运行消息。指控消息是关键消息，一般拥有较高的优先级。情报消息描述的是目标的相关消息，如目标的位置、运动轨迹等。系统运行消息是关于系统本身的消息，如仿真控制消息、确认消息、系统警告消息等。
3.3.2 消息处理模型运行框架
消息处理模型的运行采用事件驱动的机制，消息处理模型的运行开始于消息的产生。一般情况下，消息的传输都需要进行中继，并不是直接从源节点传输到目标节点，传输过程需要综合考虑通信节点的工作状态、通信路径连通情况、消息队列的繁忙程度等因素。消息处理模型按照消息实体的属性生成路由信息，然后加入消息队列，获取网络中节点的状态判断节点是否可用，获取网络中节点间的路径状态即节点是否可以互通，然后据此更新路由信息，如果不存在可用的路由，则路由信息为空。将消息移出消息队列，判断消息的时间有效性，如果超过生命期，则丢弃。如果没有超过生命期，判断是否存在路由信息，如果存在则将消息传递给下一个通信节点，否则消息重新进入队列，等待下一次的处理。
4 军事通信网络拓扑结构抗毁性研究
4.1 军事通信网络抗毁性测度研究
现有军事通信网络的抗毁性测度主要侧重于从网络连通性的角度描述网络拓扑结
构对军事通信网络抗毁性的影响，通常用两个可靠性的确定测度——粘聚度和连通度来表示，只是考虑了通信网被破坏的难易程度，并未对破坏后的网络状况进行评估。在大型的军事通信网络中个别节点或链路的失效并不会对网络的整体性能产生太大影响，之后很多的抗毁性测度被提出来弥补这个不足，但是这些测度计算都较复杂，很多被证明是 NP 完全问题。因此需要重新定义一个新的抗毁性测度。
4.1.1 军事通信网络连通性测度
由于现有军事通信网络的抗毁性测度的定义都是基于网络的连通性，而以往所指的连通性都是指网络中任意两个节点都存在通路，这对于存在大量节点的军事通信网络是不适用的。另外，网络的平均最短距离和最大连通片的个数也影响着军事通信网络的连通性。为此，本文将综合考虑这些因素定义一个新的军事通信网络的连通性测度。在关于复杂网络的抗毁性的研究中，有学者提出了一个新的网络连通性测度——网络的连通系数。 该连通系数综合考虑了连通分支数、各分支的规模大小及平均最短路径因素，较好的弥补了原有的抗毁性测度存在的不足。在网络完全失去连接时，通过计算得到的连通系数变为无穷。通过该连通性测度的分析总结，我们定义了一个新的连通性测度——顽存连通度。其中，在顽存连通度的计算过程中，运算量主要来自于平均最短路径的计算。特别是对于大规模的网络而言，确定节点间的最短距离是一个十分复杂的问题。
顽存连通度与网络效能指标呈现出相同的变化趋势，随着攻击的节点数和边数的增多，连通性为单调下降，但顽存连通度略低于网络效能指标。相对而言，顽存连通度考虑了更多的因素，即考虑了连通分支个数和规模，又将孤点单独考虑。而连通系数变化幅度较大，随着攻击的节点数和边数的增多并非单调下降。
4.1.2 军事通信网络抗毁性测度
原有的军事通信网络的抗毁性是指至少需要破坏几个节点或几条链路才能中断部分节点之间的通信，只考虑了网络被破坏的难易程度，却未考虑网络遭受的破坏程度。因此，需要对军事通信网络的抗毁性进行重新定义。
定义 1：军事通信网络在保持其基本通信能力的情况下，所能承受的最大节点或者链路失效数称为网络的抗毁度。
定义 2：军事通信网络在确定性攻击情况下，网络的顽存连通度保持在阈值以上的所能
失效的最大的节点个数，称为节点的抗毁度。
定义 3：军事通信网络在确定性攻击情况下，网络的顽存连通度保持在阈值以上的所能失效的最大的边个数，称为边的抗毁度。
定义 4：军事通信网络在随机性攻击情况下，网络的顽存连通度保持在阈值以上的所能失效的最大节点个数，称为节点的平均抗毁度。
定义 5：军事通信网络在随机性攻击情况下，网络的顽存连通度保持在阈值以上的所能失效的最大的边个数，称为边的平均抗毁度。
4.2 不完全信息条件下的军事通信网络抗毁性
由于各种军事侦察探测技术，军事通信网络大多处于“半通明”的状态，用节点表示端点设备和交换设备，边表示传输线路就构成了一个军事通信网的抽象图。假设要攻击网络中的 n 个节点。如果没有获取到通信网络的任何信息时，则只能采取随机性的攻击策略，在网络中随机的攻击 n 个节点。但如果获取到了网络的全部信息时，那么则采取确定性的攻击策略，按照节点的重要程度的大小排序选择性地攻击各节点。因此，需要考虑已知网络拓扑结构时如何评价节点的重要度。
定义 6：攻击模式1：在已知区域按照节点的重要度从大到小依次攻击 n 个节点。 定义 7：攻击模式2：在已知区域中按照节点的重要度从大到小依次进行攻击m 个节点，然后在未知区域随即攻击 n-m 个节点。
我们定义 a 为已知区域中节点个数占节点总数的百分比，a ∈ [0,1]。a = 0表示所有节点信息都未知，即随机性攻击； a = 1表示所有节点信息都已知，即确定性攻击。我们一以任一网络图为据分别以 a = 0、0.1 和 1 对网络进行攻击，顽存连通度随节点数变化如图所示。
在图中，a = 0时的顽存连通度一直高于 a = 1时的顽存连通度。a = 0.1时表示 10%的节点信息已知，故对前面的 5 个节点进行攻击时，类同于确定性攻击，顽存连通度的值与 a = 1相同；在对以后的节点进行攻击时，由于节点信息未知，类同于随机性攻击，顽存连通度曲线向 a = 0时靠拢。
4.3 军事通信网络拓扑结构抗毁性优化
军事通信网络的拓扑结构抗毁性优化的目标是优化的关键所在，目标函数的选取决定了优化的效率和结果。因此，抗毁性强的网络中的节点的度数应该尽可能的接近，不至于因为个别节点失效会对网络造成很大的影响。网络的拓扑结构抗毁性优化的目标是在网络中节点度数尽可能相等的情况下，最大程度的提高网络的顽存连通度。
在节点数目确定时，网络中边的数目是影响网络的抗毁性的最主要因素。军事通信网络拓扑结构优化的基本思想是：尽量将不连通的网络通过优化变为连通图；在边个数过少导致网路无法连通时，尽量减少连通分支的个数，增大最大连通分支的规模；尽量减少网络中的平均最短路径长度；尽量平均网络中节点的度分布。具体的拓扑结构优化的步骤如下：
（1）判断网络是否连通。如果不连通，转向步骤 2。如果连通则转向步骤 3。
（2）判断网络中是否有圈存在。如果有圈存在，选择一个包含边个数最少的圈 P ，确定网络中所有节点间的最短路径包含该圈中每条边的次数，选择圈中被包含次数最低的一条边将该边用于连接含有节点数最多的两个连通分支，转向步骤 1；如果网络中没有圈存在，则转向步骤 4。
（3）判断网络中是否有圈存在。如果网络中没有圈存在，则直接转向步骤 4。如果有圈存在，选择一个包含边个数最少的圈 P ，计算网络中所有节点间最短距离的最大值 M ，判断 M 是否小于 P 中边的个数。如果不小于，则确定网络中所有节点间的最短路径包含该圈中每条边的次数，选择圈中被包含次数最低的一条边，用该边将网络中最短距离最长的两个节点连接，并重复本步骤。如果 M 小于 P 中边的个数，转向步骤 4。
（4）确定网络中度数最高的节点和度数最低的节点，如果差值大于 1，则选择与度数最高节点相连的边中被最短路径包含次数最少的边，将这条边连接到度数最低的节点上。重复该步骤，直到网络中节点的个数相等或者近似相等。
5 想定案例分析
5.1 背景概述
现代防空系统面临的是由多种空袭武器及其伴随的电磁干扰组成的复杂多变的一体化的空袭体系。因此，空防对抗不是平台与平台之间的对抗，而是系统整体之间的对抗，为了适应这种整体的对抗，防空系统必须打破传统的防空作战样式，综合集成各种防空作战资源，实现防空系统内的各种作战要素之间的信息共享和综合运用，以形成一个体系配套、多武器协调的良好的防御体系。防空系统从功能模块划分可以分为：探测预警系统、指挥控制系统和防空武器系统。
如上图想定案例中的军事通信网络建模根据本文的作战模拟系统中军事通信网络建模方法，对这个防空系统通信网络进行建模时，需要对这个防空系统通信网络的网络系统模型和通信节点模型两个方面进行描述。首先，建立防空系统通信网络的网络系统模型。采用分层建模的思想，将三个圆圈区域内的作战单元作为下层通信子网进行建模，抽象为三个通信节点，其余每个作战单元抽象为一个通信节点，对应的通信节点编号如表 5.1所示。然后选取通信节点构建通信子网模型，由通信子网组成整个通信网路。根据防空系统的组成，我们构建四个通信子网，分别为 neta、netb 、netc 和 netd。
我们首先定义一个网络协议。协议名为 comlink，传输的消息类型为数据，传
输信息的默认字长为 1，msgtype 的种类为指挥控制消息、情报消息和系统运行消 息三类。消息在网络中传输时所允许的最大跳数 maxjump 为 5。每跳的时间延迟 delay 为 1 秒。ProcoMsg 为空。
neta 由通信节点为 1、5 和 6 组成，对应的作战单元分别为指挥所和两个地空导弹发射站。网络类型为多播网络，网路的拓扑结构为环状拓扑，网络的协议comlink 。
netb 由通信节点为 1、2、3 和 4 组成，作战单元分别为指挥所、卫星、预警机和战斗机。网络类型为多播网络，网路的拓扑结构为网状拓扑，网络的协议为comlink 。
netc 由通信节点为 7、8、9 和 10 组成，对应的作战单元分别为四个雷达站。网络类型为多播网络，网路的拓扑结构为网状拓扑，网络的协议为 comlink。
netd 由通信节点为 3 和 7 组成，对应的作战单元分别为预警机和雷达站。网络类型为双工网络，网路的拓扑结构为树状拓扑，网络的协议为comlink 。
由这四个通信子网组成整个通信网络。下面，我们对网络中的通信节点进行模型描述，根据模型中节点属性的定义对通信节点建模。所有的通信节点均为无线通信节点，节点的工作状态为正常，通信节点的指向位置为通信节点 1。通信节点的视场模型参数如表 5.2 所示，分辨率模型参数如表 5.3 所示。
表 5.2 和 5.3 中的参数取值并非军事通信网络的实际参数，只是示意值。通过通信节点的视场模型，就可以根据每个通信节点的参数计算出通信节点的作用范围，以此来判断节点间是否可以进行连接。通信节点的分辨率模型反映的是通信节点的抗干扰能力，可以模拟在通信网络受到干扰时的通信状况。通过这两个模型的建立可以实现体系作战中预先对敌进行通信干扰的模拟。
5.2 想定案例中的军事通信网络拓扑结构抗毁性优化
根据第四章的军事通信网络模型的拓扑结构抗毁性优化方法，我们对想定案例中的军事通信网络拓扑结构进行优化可知优化后的通信网络所有节点对间最短距离的最大值为 3，而原通信网络的所有节点对间最短距离的最大值为 4，缩短了消息的传输延迟。下面我们以节点的抗毁度为例，对优化后的通信网络和原始的通信网络进行对比分析，节点失效的顽存连通度如表 5.4 所示，节点的抗毁度如表 5.5 所示。
表 5.4 表示的是两个网络在失去相同节点个数时网络的顽存连通度，可以看到优化后的网路明显优于原始网络。表 5.5 是在表 5.4 的基础上得到的，表示节点的抗毁度，优化后的网路同样优于原始网络。
6 结论
作战模拟系统中的军事通信网络模型建模研究是一个十分困难而又复杂的问题，但是军事通信网络模型对于作战模拟系统又有着极其重要的意义。下一步的研究方向为：
（1）军事通信网络的建模要更多的考虑战场环境。在实际的作战中，地形因素是影响军事通信网络通信性能的一个重要方面。本文的军事通信网络模型相对较为简单，未能考虑地形环境对信息传输的影响。在无线通信时，需要根据战场环境建立传播路径损耗模型。对信息化条件下的复杂电磁环境对网络性能的干扰进行更深入的研究。
（2）军事通信网络的可靠性。本文只是从拓扑结构的连通性方面分析网络的抗毁性，还应该关注更实际的网络性能，考虑更多的影响因素。例如，研究不同路由策略下因特网基于传输时延和丢包率的抗毁性，研究军事通信网络基于任务完成率的抗毁性等等。
参考文献
[1] 邓革．军事通信网. 2000年3月第1版. 国防工业出版社，2000：第99—124页
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[6] 金伟新．大型仿真系统．2004年2月第1版. 电子工业出版社，2004．第48—73页
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[10] 何非常．军事通信—现代战争的神经网络．2003年12月第2版. 国防工业出版社，2003．第216—239页
第三部分 抢答器设计
1 引言
抢答器电路设计方案很多，有用专用芯片设计的、有用复杂可编程逻辑电路设计的、有用单片机设计制作的、也有用可编程控制器完成的，但由于专用电路芯片通常是厂家特殊设计开发的，一般不易买到或价格较高，用其它方式设计的需要设计者具有相应的理论知识，并要通过仿真器、应用软件、计算机等辅助设备才能验证完成，不利于设计者的设计和制作。
而有些实际竞赛的场合，只要满足显示抢答有效和有效组别即可，故我打算不用所给的参考电路，而用一片74LS373（8位的数据锁存器）来实现此简易抢答器的功能。这是一个显示方式简单、价格低廉、经济实用的抢答器。在要求不高的场合，能完全符合需要。
2 设计任务及要求
（1）抢答器分为8组，每组序号分别为1、2、3、4、5、6、7、8，按键SB0-SB7分别对应8组，抢答者按动本组按键，组号立即在LED 显示器上显示，同时封锁其他组的按键信号。
（2）系统外设清除键，按动清除键，LED 显示器自动清零灭灯。
（3）数字抢答器定时为30s ，通过控制键启动抢答器后，要求30s 定时器开始工作，发光二级管点亮。
（4）抢答者在30s 内进行抢答，则抢答有效，如果30s 定时到时，无抢答者，则本次抢答无效，系统短暂报警。
(5)抢答者违规显示。
3 电路工作原理
3.1 抢答器总体原理框图
如图1所示为总体原理框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关FW 拨到" 清零" 状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置; 开始" 状态，宣布" 开始" 抢答器工作。定时器开始倒计时。选手在规定的30s 定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号显示、扬声器提示, 倒计时显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作" 清除" 和" 开始" 状态开关。
图1 抢答器原理框图
3.2 单元电路设计
3.2.1 抢答器电路
编码锁存电路如图2所示，图中74LS148是8线-3线优先编码器，它的EI 、GS 、EO 是输入、输出使能端及优先标志端。当EI=0时，编码器进入工作状态，如果这时输入端至少有一个编码请求信号（逻辑0）输入时，在输出端有编码信号输出，同时为0，否则为1；当EI=1时，优先标志和输出使能端均为1，编码器处于禁止状态。
当主持人按动清除/开始键时，将RS 锁存器74LS279全部清零，译码驱动电路的输出为0. 这时LED 显示器灯灭，同时由于U2A 的1Q1端输出为低电平使得G2A 输出为0，则EI=0，编码器使能，输入有效。但由于此时72LS279为清零状态，输出全部为0，不
管Key1-Key8有无按键按下，显示组号的显示器显示结果为0，当然计数器也不工作，输出为0，也就是说抢答还未正式开始。当主持人释放清除/起始键J9后，锁存器清零状态，由于EI 依然为0，编码其使能，发光二极管点亮（在计时电路中给出），计数器开始计时，抢答开始。在这期间只要按动任意输入抢答键，编码器输出经RS 锁存器锁存，由显示器显示组号；与此同时，由于有有效输入信号输入，GS 由1翻转为0，U2A 的1Q1输出端为1，EI=1，编码器输入禁止，停止编码，封锁其他组的按键输入信号，LED 显示最先按动按键的那个组号，实现优先抢答功能。在显示选手号时，本来对应显示0-7，本电路采用加上一个加法器74LS283实现了使显示器显示1-8。
图2
3.2.2 30s定时电路
30s 定时电路可采用图3所示电路，图中当主持人按下按键时，一方面为74LS279清零，另一方面为30s 计数器送入置数信号，计数器完成置数,
同时发光二极管点亮。
当主持人释放按键时，计数器进行递减计数并在上显示，当计数器为0时（N=00000000），高位计数器的BO 输出为0, 封锁秒脉冲，计数器停止计数。
图3定时电路
3.2.3 报警电路
报警电路采用如图4所示电路。它的工作原理是由555定时器构成多谐振荡器，控制扬声器发出报警信号。555定时器与电阻R2和电容C4构成报警定时电路，用于控制报警状态持续的时间。当三十进制减法计数器计满后，高位计数器的BO 输出端输出脉冲的下降沿触发单稳态电路，使得555定时器输出一个正脉冲，启动报警电路。J1用于手动消除报警，J1按下，多谐振荡器停止振荡，反之，振荡器工作。
图5报警电路
4 单元电路设计参数计算及元器件选择
74LS148、74LS279、7448、74LS160、74LS00、74LS32N 七段显示器、发光二极管、555定时器、电阻、电容及扬声器等。
5 Protel设计
5.1 用Potel99SE 设计芯片
新建文件Schlib1.Lib ，画出芯片主体，然后设置管脚，重新编号及命名，最后添加元件名。如图6。
图6
5.2 电路原理图设计
1 在初始界面下，点击File/New命令建立一个数据库（ddb 文件），用于管理项目。然后打开一张新的原理图（Schematic Document 文件）。同时，要根据实际电路的复杂程度设置图纸的大小，即建立一个工作平面。完成该步操作后，环境自动切换到原理图设计系统。
2 放置电路所需的各种元件、图件、网络标号等元件。首先应根据实验需要调用所需元件库，如Miscellaneous Device.lib，Protel Dos Schematic TTL.lib。用菜单 Place 结合 Protle 99 提供的各种原理图绘图工具及各种编辑功能放置元件、编号或端口等，并对元件在工作平面上的位置进行调整、修改，对元件的编号、封装进行定义和设定。
3 原理图的布线。将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。
4 编辑与调整。对所绘制的原理图进一步做调整和修改，以保证原理图的美观和
正确。此过程包括元件位置的重新调整、导线位置的删除、移动，更改图形尺寸、属性
及排列等。如图7。
图7
5.3 PCB版图设计
1有关参数的设置。主要设定自动布局参数、自动布线参数、板面参数等。
2 PCB板尺寸设计。在禁止布线层上，沿设计的 PCB 板边画边框线。
3 布局。布局就是根据原理图上元器件之间的连接关系，并考虑电磁兼容性以及元器件的安装空间和散热等，总是将元器件放置在PCB 电路板上适当的位置。是PCB 板设计过程中最费时、最繁琐的。不过由于此次设计不生成产品所以设计过程中忽略电磁兼容性以及散热问题。(1)手工布局。首先载入 SCH 生成的网络表，通过手工移动元器件在PCB 板上的排列位置实现布局。移动元器件时最好打开网络连接显示，这样就能观察到相邻元器件连接的疏密。(2）自动布局。PCB 系统环境提供自动布局功能完成元器件放置，但在细节处最好使用手工调整。布局时要求相互间连线多的元器件应就近放置；相互间可能造成干扰的元器件应远离；功率器件应考虑散热空间。
4 布线。布线就是在元器件引脚之间放置覆铜连线的过程，这一过程可通过手工完成，也可以自动进行。(1)自动布线，元件布局完成后，便可自动布线，注意事先应在
Keep Outlayer层设定禁布线范围，然后执行Auto Route/All或Auto Route/Setup命令，出现自动布线对话框，设置好以后点击Route All按钮就开始自动布线。(2)遇到自动布线不够理想的之处，需经过手动修改才能达到满意的效果。清除不理想的连线，执行Tool/Un-Route命令出现菜单选择清除布线的命令。选择布线板层，用布线按钮单击左键开始布线。最终效果如图8。
6 结论
通过这次课程设计，让我接触到了抢答器方面的内容，促使我去了解了硬件方面的技术。加深了我对模拟电路和数字电路相关知识的进一步理解，让我自己去学习和操作电子制版的流程，熟练使用Proetel99SE 软件。能简单制作出相应的PCB 软件。在电路设计过程中遇到了很多没有想到的错误及疑惑，经过检查分析错误及和同学一起交流，逐渐学会并掌握了有关电路设计的思想，懂得了如何在设计过程中调试和修改不合理的设计部分。更重要的是学习到了一些电子实际器件的相关参数和封装形式例如直插式SIP 与DIP 封装和贴片式SO 封装，熟悉了PCB 板的制作原理和流程以及参数。
参考文献
1. 姜沫岐等Protel2004原理图与pcb 设计实例. 机械工业出版社.2006
2．袁保生 毕满清 Prote99SE电路设计实验指导．中北大学．2007
3. 张建华. 数字电子技术. 北京：机械工业出版社.2000
4. 阎 石 数字电子技术基础. 北京 高等教育出版社 1998
5. 罗智林 周峰 Prote99SE自学手册——入门提高篇 人民邮电出版社.2008
第四部分 校园无线组网
1 SOR4830综述
SOR4830采用Atheros 公司的AR2316单芯片，内置32MB SDRAM内存和8MB 闪存，外部物理接口为1个10/100快速以太网RJ-45和1个RP-SMA ，拥有OFDM= BPSK ，QPSK ，16QAM ，64QAM 等调制技术，适用于通信工程专业“微波通信”、“光纤通信”、“3G 通信”、“无线宽带接入”等课程实验及专业综合实训。
使用SOR-4830，可在大学校园（或其它地域）3公里范围内，由学生进行场强预测、架设天线、敷设光缆、配置无线基站等内容，为具备工程实训特性的便携移动型综合训练设备。
2 组网前的准备工作
SOR-4830可被配置为桥/路由器或接入点。设备的默认IP 地址为192.168.1.1。要访问本设备，首先需要对PC/笔记本的TCP/IP设置进行配置。
2.1 IP地址配置
windows 7操作系统下，在桌面右击右下角的网络图标，选择“打开网络和共享中心”，在弹出来的对话框中选择“更改适配器设置”，再在弹出来的对话框中右击本地连接，将会看见如下界面。
图2.1 本地连接属性
双击Internet 协议版本4（TCP/IPv4），对笔记本的TCP/IP进行设置。
图2.2 笔记本的TCP/IP配置
选择“使用下面的IP 地址”，然后输入IP 地址和子网掩码。要确保IP 地址和子网掩码与设备处于同一个子网。例如：
PC IP地址：192.168.1.10
PC子网掩码：255.255.255.0
单击“确定”保存设置并关闭窗口。
设置好笔记本的IP 地址之后，我们将进入下一步，对设备的运行模式进行切换。
2.2 运行模式的切换
SOR-4830可以运行在三种模式下：接入点，
客户桥，客户路由器。本部分中只是用
接入点（即AP ）设置。具体设置步骤如下：
（1） 通过网页浏览器对设备进行配置，首先在浏览器的地址栏输入设备的IP 地址（默认：192.168.1.1）并回车。
（2） 确保设备与计算机在同一个子网内。计算机的IP 地址配置参照4.2.1节。
（3） 连接到设备IP 地址后，网页浏览器将显示登录界面。
（4） User Name和Password 均输入admin 。
图2.3 设备登陆界面
（5） 登录后，将会看到本设备的图形用户接口。单击“System ”导航下拉菜单下的“System Properties”链接。
（6） 在“Device Name”下拉列表中选择Access Point，然后单击Apply 按钮。
图2.4 运行模式选择窗口
选择好模式，下一步将对设备进行进一步的设置。单击“System ”下拉菜单中的“IP Settings”链接。可将设备配置为一个DHCP 客户，也可为其分配静态IP 地址。
图2.5 IP Setting
IP Network Setting ：若接入点与一个DHCP 服务器相连接，可选择“Obtain an IP address automatically (DHCP)”，此时，接入点将会将一个IP 地址传送给与其相连的客户。也可以选择“Specify an IP Address ”，为设备配置静态IP 地址，这种情况下，需要指定IP 地址，子网掩码和默认网关的IP 地址。
在“Obtain an IP address automatically (DHCP)”前选择，然后单击“Apply ”按钮保存设置。
2.3 Wireless Network设置
在Wireless Network页面，可配置无线模式，信道，SSID ，并进行安全设置。
图2.6 Wireless Network设置
Wireless Mode：根据连接到网络中的无线客户的类型，可选择B, G, B/G-mixed或Super-G 。如果无法确定访问无线网络的客户类型，推荐采用B/G-mixed，以获得最好的性能。
Super-G是一种专用模式，它将所有的信道捆绑成一个单独的信道，以最大化吞吐量，可将其提升到200%。注意：Super-G 只能与其它支持Super-G 的设备互通。
Channel ：在下拉列表中选择一个信道。
上图中的设置除了Wireless Security选项之外均选择默认即可。
现在我们将进行网络的加密设置。
2.4 Wireless Security
无线网络的安全设置一共有三种，本实验只使用其中WEP 加密。WEP 是“ 有线等效加密”的缩写，该安全协议可以为无线网络提供与有线网络同等级别的安全。
图2.7 WEP加密方式的设置
Authentication Type ：选择认证方法。可用的选项为：Open Key, Shared Key, Auto 。公开的系统为任何符合MAC 地址过滤策略的客户授权。所有的认证包都在未加密的状态下传输。共享密钥方法对尝试与接入点通信的设备发送一个文本字符串，而请求认证的设备对这个文本进行加密，然后将其返回给接入点。如果该文本的加密正确，那么接入点允许该设备进行认证。由于无法确定采用了何种加密类型，因此选择“Auto ”。
Input Type：在下拉列表中选择He 或ASCII 。
Key Length：从下拉列表中选择密钥格式。64位密钥需要10个字符，128位密钥需要26个字符。十六进制密钥由数字0-9和字母A-F 组成。
Default Key：最多可以为四个不同的网络设置四个不同的密钥。选择将要使用的当前密钥。
Key 1-4：可输入四个不同的WEP 密钥。
在SSID 栏中更改为cuiyan ，然后再Key1中输入密钥12345678，然后单击“Apply ”按钮保存更改。
2.5 Wireless Advanced Settings
单击“Wireless Advanced Settings”链接。在本页面可进行高级配置，用于调整无线网络的性能。可用的选项为：data rate ，transmit power ，fragmentation threshold ，RTS threshold，protection mode，distance 。
图2.8 高级设置
各项设置如下：
Data Rate：如果需要指定数据传输速率，可从下拉列表中选择。但为了获得最好的性能，建议采用“Auto ”设置。
Transmit Power ：通过从下拉列表中选择值，可支持不同的应用距离。该特性在限制无线网络的覆盖区域时很有用。
Fragment ：大于指定长度的数据包将会被分片，以便在噪声网络中提升性能。 RTS Threshold：大于指定长度的数据包将会采用RTS/CTS机制，以便在噪声网络中保证性能，并阻止隐藏节点造成性能下降。
Protection Mode：如果无线网络同时包含802.11b 和802.11g 设备，推荐开启本特性，使得802.11b 设备不会影响到802.11g 设备。
WMM ：开启无线服务质量QS 。
Distance(1-30km）：在1-30km 之间指定一个距离。
除了最后一项外，其他均使用默认设置，最后一项为Distance ，即设置无线网络的覆盖范围，默认值为1KM ，可手动更改距离，最大为30KM 。
设置完成后单击“Apply”按钮保存更改。
至此，我们已经将设备和笔记本电脑均设置完毕，下面我们将进行组网。
3 无线组网的实现
经过上述的设置，我们的笔记本和设备都已经进入可组网状态，在笔记本的控制面板里把防火墙都关闭，然后等待同组组员连接网络或连接同组组员设置的局域网，然后进行文件共享。
图3.1 网络共享
组员连接好网络后，把要共享的文件放到C 盘的共享文件夹里头，连在此网络上的其他组员就可以通过访问文件夹来进行共享了。
图3.2 共享文件播放界面
目 录
第一部分 自行开发的VX-2R 电台功能 . .................................................................................................... 3
1 VX-2R 电台简介 ...................................................................................................................................... 3
2 电台功能开发使用................................................................................................................................... 5
2.1 扫描 .............................................................................................................................................. 5
2.2 发射 .............................................................................................................................................. 5
2.3 频道步长选择............................................................................................................................... 5
2.4 接收模式 ...................................................................................................................................... 6
2.5 音频呼叫 ...................................................................................................................................... 6
2.6 液晶亮度调节............................................................................................................................... 6
第二部分 作战模拟系统军事通信网络建模研究 . .................................................................................... 7
摘 要 .............................................................................................................................................................. 7
1 国内外研究现状 ...................................................................................................................................... 7
1.1 作战模拟系统中军事通信网络建模研究现状 . .......................................................................... 7
1.2 现代军事通信网络 . ...................................................................................................................... 7
1.3 军事通信网络建模研究现状 . ........................................................................................................ 8
2 作战模拟系统中的军事通信网络建模问题分析 . .................................................................................. 8
2.1 军事通信网络的建模问题分析 . .................................................................................................... 8
2.2 军事通信网络的拓扑结构抗毁性问题分析 . ................................................................................ 9
2.3 军事通信网络建模内容分析 . ........................................................................................................ 9
3 作战模拟系统中军事通信网络建模 . .................................................................................................... 10
3.1 军事通信网络模型结构 . .............................................................................................................. 10
3.2 军事通信网络系统建模 . .............................................................................................................. 11
3.2.1 军事通信网络协议建模 . .................................................................................................. 11
3.2.2 军事通信网络拓扑结构建模 . .......................................................................................... 11
3.3 军事通信网络消息处理模型 . ...................................................................................................... 12
3.3.1 消息模型........................................................................................................................... 12
3.3.2 消息处理模型运行框架 . .................................................................................................. 12
4 军事通信网络拓扑结构抗毁性研究 . .................................................................................................... 12
4.1 军事通信网络抗毁性测度研究 . .................................................................................................. 12
4.1.1 军事通信网络连通性测度 . .............................................................................................. 13
4.1.2 军事通信网络抗毁性测度 . .............................................................................................. 13
4.2 不完全信息条件下的军事通信网络抗毁性 . .............................................................................. 14
4.3 军事通信网络拓扑结构抗毁性优化 . .......................................................................................... 15
5 想定案例分析 ........................................................................................................................................ 16
5.1 背景概述 ...................................................................................................................................... 16
5.2 想定案例中的军事通信网络拓扑结构抗毁性优化 . .................................................................. 18
6 结论 ........................................................................................................................................................ 19
参考文献 ...................................................................................................................................................... 20
第三部分 抢答器设计............................................................................................................................. 21
1 引言 ........................................................................................................................................................ 21
2 设计任务及要求 .................................................................................................................................... 21
3 电路工作原理 ........................................................................................................................................ 22
3.1 抢答器总体原理框图 . ................................................................................................................ 22
3.2 单元电路设计............................................................................................................................. 22
3.2.1 抢答器电路 . .................................................................................................................... 22
3.2.2 30s定时电路 . ................................................................................................................. 23
3.2.3 报警电路 . ........................................................................................................................ 24
4 单元电路设计参数计算及元器件选择 . ................................................................................................ 25
5 Protel设计 ........................................................................................................................................... 25
5.1 用Potel99SE 设计芯片 . ............................................................................................................ 25
5.2 电路原理图设计 . ........................................................................................................................ 26
5.3 PCB版图设计.............................................................................................................................. 27
6 结论 ........................................................................................................................................................ 28
参考文献 ...................................................................................................................................................... 29
第四部分 校园无线组网........................................................................................................................... 30
1 SOR4830综述 ......................................................................................................................................... 30
2 组网前的准备工作................................................................................................................................. 30
2.1 IP地址配置................................................................................................................................ 30
2.2 运行模式的切换 . ........................................................................................................................ 31
2.3 Wireless Network设置 . ........................................................................................................... 33
2.4 Wireless Security . .................................................................................................................. 34
2.5 Wireless Advanced Settings . ................................................................................................ 35
3 无线组网的实现 .................................................................................................................................... 36
第一部分 自行开发的VX-2R 电台功能
1 VX-2R 电台简介
VX-2R 是一款超小型的多频段调频无线电收发机，并具有很宽的接收频率覆盖。VX-2R 超小的体积使得您可以随时随地携带着它一一无论远足、滑雪、或是漫步城中皆可，而且它的操作适应性可以给使用者带来很多的操作乐趣。它超小的FNB-82LI 锂电池可提供V 段1.5瓦，U 段1瓦的发射功率。除了在144和430MHz 上的发射操作，VX-2R 还可接收调幅和调频的广播频段、短波频段、VHF/UHF电视伴音频段、VHF 调幅航空频段以及广泛的商业和公共安全频率！
它的其他功能还包括：可通过一个快捷键接入互联网系统；发射限时；自动关机；自动频差；自动通联范围跟踪系统(ARTS)，几个同时开启ARTS 的电台组成一个通联范围，而当你离开这个范围时电台会发出提示音；在繁忙的频段缩小发射调制带宽；射频静噪电路可让你根据信号强度来开启静噪，从而减少在设置静噪极限时的猜测。
图1.1 控制部件及接口
表1.1 键盘功能
图1.2 液晶显示屏功能显示
2 电台功能开发使用
2.1 扫描
在VFO 模式下，按住BAND 键一秒并用顶部旋组进行向上向下扫描。当接收到一个足够强的信号时，扫描会停止在这个频点上，扫描停止时保持的时间是依照你设定的“resume ”条件来确定的（菜单#31）。按PTT 键退出扫描。
2.2 发射
VX-2R 只能在144MHZ 和430MHZ 发射，发射时仅仅需要按住PTT 键就可以了。在发射频率范围时，可以选择两种功率。改变发射功率时，只需按H/L键就可以进行转换。在高功率发射时，液晶上显示满格发射信号，在低功率发射时，液晶上只显示两格发射信号。
在FNB-82LI 电池工作下，144MHZ 高功率时1.5W 输出，低功率时0.1W 输出；430MHZ 高功率1.0W 输出，低功率0.1W 输出。在外接电源工作时，144MHZ 高功率3W 输出，低功率0.3W 输出，430MHZ 高功率时2W 输出，低功率0.3W 输出。
2.3 频道步长选择
VX-2R 的电子合成器提供了几个可利用的频道步进5/9/12.5/20/25/50/1000KHZ，任何一个步进值可能对你在操作时都非常重要。出厂时本发射机在每一个不断的设置都是不同的。如果你需要更改步进时，处理方法非常简单。因为每个步段的步进值不同，方法如下：
（1） 按F/W键，再按H/L键，直接进入设定功能#43（STEP ）。
（2） 用顶部旋钮DIAL 键选择新的频道步进值。
（3） 完成设定时，按PTT 键保存新设置并退回正常操作模式。但（1）当在BC 段接收
时只可以选择9KHZ ；（2）当在BC 段操作时只可以选用9KHZ 或10KHZ ，其他步进不能使用。（3）在250-300MHZ ，不能选用5/15KHZ，580MHZ 除外。
2.4 接收模式
按MD 键选择AUTO/N-FM/W-FM/AM。
2.5 音频呼叫
如果你附近的中继台需要一个1750HZ 的脉冲才能打开，你可以将监听设置成“音频呼叫”键。改变这个键的功能，需要再次使用菜单。
（1） 按住H/L 1秒进入设定模式。
（2） 用顶部旋钮DIAL 键选择菜单#26 M/T-CL。
（3） 按住H/L键一下来调整这个功能的设定项目。
（4） 用顶部旋钮DIAL 键选择T-CALL 。
（5） 完成设定后，按PTT 键保存新设置并退回正常操作模式。
打开中级的操作是按住监听键（MONI ）几秒，发射器会自动启动，一个1750HZ 的音频就会发射出去。一旦你打开中继，就可以用PTT 发射了。
2.6 液晶亮度调节
（1） 在VFO 模式下，按住H/L键一秒进入设定模式
（2） 用顶部旋钮DIAL 键选择菜单#16（DIMMER ）。
（3） 按H/L键进入设定，然后用顶部旋钮DIAL 键调节液晶亮度。
（4） 完成后，按PTT 键保存新设置并退回正常操作模式。
第二部分 作战模拟系统军事通信网络建模研究
摘 要
针对作战模拟系统中军事通信网络建模中存在的问题，本文从网络的模型和拓扑结构抗毁性两个方面进行了深入地研究，主要研究内容如下：分析作战模拟系统中军事通信网络建模中存在的问题，建立作战模拟系统中的军事通信网络模型，确立军事通信网络的抗毁性测度指标，提出了一种网路拓扑结构抗毁性优化方法，通过一个以防空系统为背景的想定案例对本文的研究进行了分析验证。
关键字：作战模拟；军事通信网络；网络建模；抗毁性
1 国内外研究现状
1.1 作战模拟系统中军事通信网络建模研究现状
作战模拟系统下的军事通信网络建模研究需要立足于现代作战模拟的发展，了解作战模拟系统的体系结构，还要贴近信息化条件下的军事通信网络实际，体现现代军事通信网络的基本特征。因此，本节从以下三个方面分别进行介绍。
1.2 现代军事通信网络
现代高技术条件下的战争是体系对体系的对抗，是体系作战能力的较量。各个系统之间、系统内各个子系统之间以及单个作战个体之间，必须紧密配合才能形成一个有机的整体发挥作用。现代化的军事通信系统则是形成这种整体合力的“聚合剂”和提高整体作战效能的“倍增器”。
在通信新技术不断产生、新需求逐步扩展的基础上，为了实现日益提高的军事通信能力的构想，提出了一体化通信网络的概念。一体化通信网络的基本特征：多网的互联互通，灵活性、可扩展性及军用性的网络功能体系结构。信息化战争还要求通信网络具
备以下几种主要的军事能力，概括如下：抗毁顽存能力，抗电子战能力，机动和协同通信能力，快速反应能力，个体通信能力。
1.3 军事通信网络建模研究现状
目前，关于军事通信网络建模的研究主要集中于通过网络仿真软件建立军事通信网络模型，对网络本身性能进行分析，目标是通过对军事通信网络的仿真，来分析研究改进通信网络性能的策略。抗毁性研究主要是针对连通网络进行的，部分研究考虑了破坏后最大连通片的规模以及连通片的数目，但对网络的平均最短路径等反映网络内部结构的属性考虑较少。绝大多数抗毁性测度指标的计算都是 NP 问题，从计算复杂性角度来看，这些抗毁性测度很难适用大规模军事通信网络。
2 作战模拟系统中的军事通信网络建模问题分析
2.1 军事通信网络的建模问题分析
国内的作战模拟研究起步较晚，常用的建模技术主要有蒙特卡罗法建立随机模型，兰切斯特方程建立确定性解析模型和应用指数法建立运行速度较快的战术、战役模型。而在大规模的战役模型研究中主要是运用聚合(aggregation)法，通过消除许多战斗实体间的差别，进而减少信息量，提高模型的模拟能力和运行速度，以符合高层次模型的需要。目前，在国内的作战模拟系统中对军事通信网络的模拟研究主要就是将军事通信网络的模型简单化，只是模拟军事通信网络的基本信息传输功能。作战模拟系统中的军事通信网络模型一般由终端节点、链路、处理节点以及通信协议四部分组成。
在模型中，用终端节点来描述通信网络中的一个或一组通信终端，终端节点模型包括发送端口和接收端口，用来发送和接收报文。处理节点是对网络交换设备的模拟，实现通信数据的输入、处理、输出功能，主要包含分类器和服务代理两部分。当一个报文到达节点时，分类器负责检查报文的相关字段。通常是目的地址，有时也可能是源地址，从而得出该报文下一个接收者的值并将其传送给输出接口对象。服务代理是对报文进行重组、拆分或其它处理的服务模块，处理过程均可抽象为报文的输入、处理、输出三个阶段。链路是对传输信道的抽象，链中的主要部分均是不同类型的连接器，连接器
的主要功能就是接收到一份报文，执行一些函数，再将这份报文发送给它的邻接对象或丢弃掉。
2.2 军事通信网络的拓扑结构抗毁性问题分析
通过对军事通信网络建模问题的研究，我们可以构建一个军事通信网络的模型。由于网络模型的拓扑结构与通信网络的拓扑结构是一致的，即是对军事通信网络的拓扑结构抗毁性进行研究。军事通信网络由于其在信息化战争中的重要地位，必然会成为敌方攻击的首要对象，而通信网的毁坏必将对战争带来巨大的不利影响，因此信息化战争中军事通信网络本身必须具备一定的抗毁能力。影响军事通信网络抗毁性的自身因素主要有两个方面：通信设备的可靠性和拓扑结构的抗毁性。通信设备的性能取决于当前的技术水平，技术水平的高低决定着通信设备抗毁性的优劣。而军事通信网络的拓扑结构则是在构建网络时形成的，是可以通过分析评估进而优化的。另外，网络整体结构抗毁性的重要度要高于仅有通信设备可靠性决定的单链路点点通信的抗毁性，这是在对军事通信网络抗毁性进行研究时需要明确的。因此，从网络的拓扑结构出发研究军事通信网络的抗毁性分析具有着重要意义。目前关于军事通信网络的抗毁性分析的重点也是从网络的拓扑结构层进行分析。大多数的研究集中于连通网络的抗毁性测度研究，即从网络连通性的角度描述网络拓扑结构对军事通信网络抗毁性的影响，通常用两个可靠性的确定测度：粘聚度和连通度。这只是考虑了通信网被破坏的难易程度，并未对破坏后的网络状况进行评估，只能对连通网络进行分析评估。
信息化条件下的军事通信网络规模较大，包括大量节点，个别节点的失效对于大型军事通信网络的连通性并没有太大的影响，之后很多的抗毁性测度被提出来弥补这个不足，但是这些测度计算都较复杂，很多被证明是 NP 完全问题。因此，需要对不连通网络的连通性进行重点分析研究，重新定义基于连通性测度的抗毁性标准，并以此为目标对网络的拓扑结构进行优化。
2.3 军事通信网络建模内容分析
在前面的两节中，我们对作战模拟系统中的军事通信网络模拟中存在的问题进行了分析。根据这些问题，我们明确了军事通信网络模拟需要重点研究的两个内容：军事通信网络模型的建立和网络拓扑结构抗毁性的分析优化。
首先，我们对作战模拟系统中军事通信网络模型的建立需要重点研究的内容进行分析。针对分离式的通信系统建模方法存在的缺陷，我们应该采用嵌入式的建模方法。信息化条件下的军事通信网络模型不单单要为模拟系统提供消息的传递功能，更应该体现出信息化条件中的军事通信网路的基本特征，以满足信息化条件下作战模拟系统的需求。因此，信息化条件下作战模拟系统的军事通信网络模拟问题应该从以下三个方面进行：通信节点模型，网络系统模型， 消息处理模型。
其次，我们要在军事通信网络模型建立的基础上，研究网络拓扑结构抗毁性分析优化的方法。通过上一节中对抗毁性问题的分析，我们得出网络的连通性测度是对网络拓扑结构抗毁性进行研究的基础。因此需要对现有的网络的连通性测度进行研究，针对现有的网络的连通性测度存在的不足，分析在设计网络的连通性测度时需要重点考虑的因素，提出一个合理的网络的连通性测度，并与现有的连通性测度进行分析比较，在此连通性测度的基础上定义网络的抗毁性测度。网络的抗毁性测度的定义与网络面临的攻击方式有关，攻击方式主要有确定性策略和随机性策略两种。确定性策略是完全已知网络的拓扑结构采用的一种确定性的攻击策略。随机性策略是完全未知通信网络的拓扑结构而采用的一种随机性的攻击策略。然而在现实世界中，由于各种军事侦察探测技术，军事通信网大多处于“半通明”的状态，即部分网络的拓扑结构已知，另一部分未知的情况。我们需要对这种情况进行分析，并定义这种情况下的攻击模式。通过对网络抗毁性测度的分析研究，我们可以得知网络的抗毁性能，但是如何增强网络的抗毁性则需要进一步研究。对网络的拓扑结构进行优化以增强网络的抗毁性，最重要的是确定优化的目标及相关的约束条件，在此基础上对优化的方法步骤进行分析研究，以在一定程度上增强网络的抗毁性。
3 作战模拟系统中军事通信网络建模
3.1 军事通信网络模型结构
信息化条件下的军事通信网络节点数目众多，拓扑结构复杂，本文采用分层建模的思想，将一个通信子网作为上层通信网的一个通信节点。本文将网络系统模型、通信节点模型和消息处理模型三个部分对军事通信网络模型进行研究。网络系统模型是同军事通信网的整体描述，主要包括网络的类型、拓扑结构和网络的协议。通信节点模型包括
节点的类型、状态、视场模型和分辨率模型。消息处理模型是军事通信网络进行消息传递的基础，包括对消息类型的定义，消息的产生、发送、转发和接收，传输延迟时间等。
3.2 军事通信网络系统建模
军事通信网络系统建模是对军事通信网络的模型描述，主要是建立网路的协议和拓扑结构模型。网络系统模型中包括四个部分：参与的通信节点、网络类型、网络协议和拓扑结构。
3.2.1 军事通信网络协议建模
网络协议是约定节点间信息交换的规则所使用的语言及所表达的语义，是通信网络不可缺少的重要组成部分。网络协议包括传输的信息的类型、数据包字长，网络的最大跳数、每跳的时间延迟和可以传输的消息种类，还可以针对不同种类的消息定义数据包字长和消息的优先级。每一个网络必须定义一个网络协议，协议中 type 、byte 、maxjump 和 delay 属性都不能为空。如果 msgtype 为空，则表示网络不支持任何类型消息的传输。如果message 为空，则该协议对于任何种类的消息都执行相同的处理。
3.2.2 军事通信网络拓扑结构建模
军事通信网络的拓扑结构就是军事通信网络中各个节点的连接方式。它不考虑每个节点的具体内容，强调的是节点之间是否连接，用于分析网络的互连组成方式。根据军事通信网络的实际拓扑结构类型，本文中军事通信网络建模中设定的拓扑结构有以下几种：总线拓扑结构、树形拓扑结构、星型拓扑结构、环形拓扑结构、网状拓扑结构。
总线拓扑结构是一个通路共享的节点连接方式。所有通信节点连接到公用总线上面，所有节点地位平等，没有中心节点。发送节点发送消息时，从该节点沿着总线向两端传递。树形拓扑结构是一种分级的集中控制式结构，是典型的传统军事通信网络的拓扑结构。星型拓扑结构是一个中央节点，其他节点都与该节点直接相连的网络结构。网状拓扑结构的一个最主要的特点就是没有中心节点，所有节点实行平等通信。
3.3 军事通信网络消息处理模型
消息处理模型是军事通信网络模型的核心和基础，本节主要从四个部分进行研究：消息建模、消息处理模型的运行框架、消息队列模型和路由协议模型。消息建模主要是建立消息的类视图，并对消息进行分类。运行框架描述了消息处理模型的流程。消息队列模型和路由协议模型是消息处理模型进行消息传递和路由选择的基础。
3.3.1 消息模型
军事通信网络模型中的消息作为信息的载体分为三种类型：指挥控制消息、情报消息和系统运行消息。指控消息是关键消息，一般拥有较高的优先级。情报消息描述的是目标的相关消息，如目标的位置、运动轨迹等。系统运行消息是关于系统本身的消息，如仿真控制消息、确认消息、系统警告消息等。
3.3.2 消息处理模型运行框架
消息处理模型的运行采用事件驱动的机制，消息处理模型的运行开始于消息的产生。一般情况下，消息的传输都需要进行中继，并不是直接从源节点传输到目标节点，传输过程需要综合考虑通信节点的工作状态、通信路径连通情况、消息队列的繁忙程度等因素。消息处理模型按照消息实体的属性生成路由信息，然后加入消息队列，获取网络中节点的状态判断节点是否可用，获取网络中节点间的路径状态即节点是否可以互通，然后据此更新路由信息，如果不存在可用的路由，则路由信息为空。将消息移出消息队列，判断消息的时间有效性，如果超过生命期，则丢弃。如果没有超过生命期，判断是否存在路由信息，如果存在则将消息传递给下一个通信节点，否则消息重新进入队列，等待下一次的处理。
4 军事通信网络拓扑结构抗毁性研究
4.1 军事通信网络抗毁性测度研究
现有军事通信网络的抗毁性测度主要侧重于从网络连通性的角度描述网络拓扑结
构对军事通信网络抗毁性的影响，通常用两个可靠性的确定测度——粘聚度和连通度来表示，只是考虑了通信网被破坏的难易程度，并未对破坏后的网络状况进行评估。在大型的军事通信网络中个别节点或链路的失效并不会对网络的整体性能产生太大影响，之后很多的抗毁性测度被提出来弥补这个不足，但是这些测度计算都较复杂，很多被证明是 NP 完全问题。因此需要重新定义一个新的抗毁性测度。
4.1.1 军事通信网络连通性测度
由于现有军事通信网络的抗毁性测度的定义都是基于网络的连通性，而以往所指的连通性都是指网络中任意两个节点都存在通路，这对于存在大量节点的军事通信网络是不适用的。另外，网络的平均最短距离和最大连通片的个数也影响着军事通信网络的连通性。为此，本文将综合考虑这些因素定义一个新的军事通信网络的连通性测度。在关于复杂网络的抗毁性的研究中，有学者提出了一个新的网络连通性测度——网络的连通系数。 该连通系数综合考虑了连通分支数、各分支的规模大小及平均最短路径因素，较好的弥补了原有的抗毁性测度存在的不足。在网络完全失去连接时，通过计算得到的连通系数变为无穷。通过该连通性测度的分析总结，我们定义了一个新的连通性测度——顽存连通度。其中，在顽存连通度的计算过程中，运算量主要来自于平均最短路径的计算。特别是对于大规模的网络而言，确定节点间的最短距离是一个十分复杂的问题。
顽存连通度与网络效能指标呈现出相同的变化趋势，随着攻击的节点数和边数的增多，连通性为单调下降，但顽存连通度略低于网络效能指标。相对而言，顽存连通度考虑了更多的因素，即考虑了连通分支个数和规模，又将孤点单独考虑。而连通系数变化幅度较大，随着攻击的节点数和边数的增多并非单调下降。
4.1.2 军事通信网络抗毁性测度
原有的军事通信网络的抗毁性是指至少需要破坏几个节点或几条链路才能中断部分节点之间的通信，只考虑了网络被破坏的难易程度，却未考虑网络遭受的破坏程度。因此，需要对军事通信网络的抗毁性进行重新定义。
定义 1：军事通信网络在保持其基本通信能力的情况下，所能承受的最大节点或者链路失效数称为网络的抗毁度。
定义 2：军事通信网络在确定性攻击情况下，网络的顽存连通度保持在阈值以上的所能
失效的最大的节点个数，称为节点的抗毁度。
定义 3：军事通信网络在确定性攻击情况下，网络的顽存连通度保持在阈值以上的所能失效的最大的边个数，称为边的抗毁度。
定义 4：军事通信网络在随机性攻击情况下，网络的顽存连通度保持在阈值以上的所能失效的最大节点个数，称为节点的平均抗毁度。
定义 5：军事通信网络在随机性攻击情况下，网络的顽存连通度保持在阈值以上的所能失效的最大的边个数，称为边的平均抗毁度。
4.2 不完全信息条件下的军事通信网络抗毁性
由于各种军事侦察探测技术，军事通信网络大多处于“半通明”的状态，用节点表示端点设备和交换设备，边表示传输线路就构成了一个军事通信网的抽象图。假设要攻击网络中的 n 个节点。如果没有获取到通信网络的任何信息时，则只能采取随机性的攻击策略，在网络中随机的攻击 n 个节点。但如果获取到了网络的全部信息时，那么则采取确定性的攻击策略，按照节点的重要程度的大小排序选择性地攻击各节点。因此，需要考虑已知网络拓扑结构时如何评价节点的重要度。
定义 6：攻击模式1：在已知区域按照节点的重要度从大到小依次攻击 n 个节点。 定义 7：攻击模式2：在已知区域中按照节点的重要度从大到小依次进行攻击m 个节点，然后在未知区域随即攻击 n-m 个节点。
我们定义 a 为已知区域中节点个数占节点总数的百分比，a ∈ [0,1]。a = 0表示所有节点信息都未知，即随机性攻击； a = 1表示所有节点信息都已知，即确定性攻击。我们一以任一网络图为据分别以 a = 0、0.1 和 1 对网络进行攻击，顽存连通度随节点数变化如图所示。
在图中，a = 0时的顽存连通度一直高于 a = 1时的顽存连通度。a = 0.1时表示 10%的节点信息已知，故对前面的 5 个节点进行攻击时，类同于确定性攻击，顽存连通度的值与 a = 1相同；在对以后的节点进行攻击时，由于节点信息未知，类同于随机性攻击，顽存连通度曲线向 a = 0时靠拢。
4.3 军事通信网络拓扑结构抗毁性优化
军事通信网络的拓扑结构抗毁性优化的目标是优化的关键所在，目标函数的选取决定了优化的效率和结果。因此，抗毁性强的网络中的节点的度数应该尽可能的接近，不至于因为个别节点失效会对网络造成很大的影响。网络的拓扑结构抗毁性优化的目标是在网络中节点度数尽可能相等的情况下，最大程度的提高网络的顽存连通度。
在节点数目确定时，网络中边的数目是影响网络的抗毁性的最主要因素。军事通信网络拓扑结构优化的基本思想是：尽量将不连通的网络通过优化变为连通图；在边个数过少导致网路无法连通时，尽量减少连通分支的个数，增大最大连通分支的规模；尽量减少网络中的平均最短路径长度；尽量平均网络中节点的度分布。具体的拓扑结构优化的步骤如下：
（1）判断网络是否连通。如果不连通，转向步骤 2。如果连通则转向步骤 3。
（2）判断网络中是否有圈存在。如果有圈存在，选择一个包含边个数最少的圈 P ，确定网络中所有节点间的最短路径包含该圈中每条边的次数，选择圈中被包含次数最低的一条边将该边用于连接含有节点数最多的两个连通分支，转向步骤 1；如果网络中没有圈存在，则转向步骤 4。
（3）判断网络中是否有圈存在。如果网络中没有圈存在，则直接转向步骤 4。如果有圈存在，选择一个包含边个数最少的圈 P ，计算网络中所有节点间最短距离的最大值 M ，判断 M 是否小于 P 中边的个数。如果不小于，则确定网络中所有节点间的最短路径包含该圈中每条边的次数，选择圈中被包含次数最低的一条边，用该边将网络中最短距离最长的两个节点连接，并重复本步骤。如果 M 小于 P 中边的个数，转向步骤 4。
（4）确定网络中度数最高的节点和度数最低的节点，如果差值大于 1，则选择与度数最高节点相连的边中被最短路径包含次数最少的边，将这条边连接到度数最低的节点上。重复该步骤，直到网络中节点的个数相等或者近似相等。
5 想定案例分析
5.1 背景概述
现代防空系统面临的是由多种空袭武器及其伴随的电磁干扰组成的复杂多变的一体化的空袭体系。因此，空防对抗不是平台与平台之间的对抗，而是系统整体之间的对抗，为了适应这种整体的对抗，防空系统必须打破传统的防空作战样式，综合集成各种防空作战资源，实现防空系统内的各种作战要素之间的信息共享和综合运用，以形成一个体系配套、多武器协调的良好的防御体系。防空系统从功能模块划分可以分为：探测预警系统、指挥控制系统和防空武器系统。
如上图想定案例中的军事通信网络建模根据本文的作战模拟系统中军事通信网络建模方法，对这个防空系统通信网络进行建模时，需要对这个防空系统通信网络的网络系统模型和通信节点模型两个方面进行描述。首先，建立防空系统通信网络的网络系统模型。采用分层建模的思想，将三个圆圈区域内的作战单元作为下层通信子网进行建模，抽象为三个通信节点，其余每个作战单元抽象为一个通信节点，对应的通信节点编号如表 5.1所示。然后选取通信节点构建通信子网模型，由通信子网组成整个通信网路。根据防空系统的组成，我们构建四个通信子网，分别为 neta、netb 、netc 和 netd。
我们首先定义一个网络协议。协议名为 comlink，传输的消息类型为数据，传
输信息的默认字长为 1，msgtype 的种类为指挥控制消息、情报消息和系统运行消 息三类。消息在网络中传输时所允许的最大跳数 maxjump 为 5。每跳的时间延迟 delay 为 1 秒。ProcoMsg 为空。
neta 由通信节点为 1、5 和 6 组成，对应的作战单元分别为指挥所和两个地空导弹发射站。网络类型为多播网络，网路的拓扑结构为环状拓扑，网络的协议comlink 。
netb 由通信节点为 1、2、3 和 4 组成，作战单元分别为指挥所、卫星、预警机和战斗机。网络类型为多播网络，网路的拓扑结构为网状拓扑，网络的协议为comlink 。
netc 由通信节点为 7、8、9 和 10 组成，对应的作战单元分别为四个雷达站。网络类型为多播网络，网路的拓扑结构为网状拓扑，网络的协议为 comlink。
netd 由通信节点为 3 和 7 组成，对应的作战单元分别为预警机和雷达站。网络类型为双工网络，网路的拓扑结构为树状拓扑，网络的协议为comlink 。
由这四个通信子网组成整个通信网络。下面，我们对网络中的通信节点进行模型描述，根据模型中节点属性的定义对通信节点建模。所有的通信节点均为无线通信节点，节点的工作状态为正常，通信节点的指向位置为通信节点 1。通信节点的视场模型参数如表 5.2 所示，分辨率模型参数如表 5.3 所示。
表 5.2 和 5.3 中的参数取值并非军事通信网络的实际参数，只是示意值。通过通信节点的视场模型，就可以根据每个通信节点的参数计算出通信节点的作用范围，以此来判断节点间是否可以进行连接。通信节点的分辨率模型反映的是通信节点的抗干扰能力，可以模拟在通信网络受到干扰时的通信状况。通过这两个模型的建立可以实现体系作战中预先对敌进行通信干扰的模拟。
5.2 想定案例中的军事通信网络拓扑结构抗毁性优化
根据第四章的军事通信网络模型的拓扑结构抗毁性优化方法，我们对想定案例中的军事通信网络拓扑结构进行优化可知优化后的通信网络所有节点对间最短距离的最大值为 3，而原通信网络的所有节点对间最短距离的最大值为 4，缩短了消息的传输延迟。下面我们以节点的抗毁度为例，对优化后的通信网络和原始的通信网络进行对比分析，节点失效的顽存连通度如表 5.4 所示，节点的抗毁度如表 5.5 所示。
表 5.4 表示的是两个网络在失去相同节点个数时网络的顽存连通度，可以看到优化后的网路明显优于原始网络。表 5.5 是在表 5.4 的基础上得到的，表示节点的抗毁度，优化后的网路同样优于原始网络。
6 结论
作战模拟系统中的军事通信网络模型建模研究是一个十分困难而又复杂的问题，但是军事通信网络模型对于作战模拟系统又有着极其重要的意义。下一步的研究方向为：
（1）军事通信网络的建模要更多的考虑战场环境。在实际的作战中，地形因素是影响军事通信网络通信性能的一个重要方面。本文的军事通信网络模型相对较为简单，未能考虑地形环境对信息传输的影响。在无线通信时，需要根据战场环境建立传播路径损耗模型。对信息化条件下的复杂电磁环境对网络性能的干扰进行更深入的研究。
（2）军事通信网络的可靠性。本文只是从拓扑结构的连通性方面分析网络的抗毁性，还应该关注更实际的网络性能，考虑更多的影响因素。例如，研究不同路由策略下因特网基于传输时延和丢包率的抗毁性，研究军事通信网络基于任务完成率的抗毁性等等。
参考文献
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第三部分 抢答器设计
1 引言
抢答器电路设计方案很多，有用专用芯片设计的、有用复杂可编程逻辑电路设计的、有用单片机设计制作的、也有用可编程控制器完成的，但由于专用电路芯片通常是厂家特殊设计开发的，一般不易买到或价格较高，用其它方式设计的需要设计者具有相应的理论知识，并要通过仿真器、应用软件、计算机等辅助设备才能验证完成，不利于设计者的设计和制作。
而有些实际竞赛的场合，只要满足显示抢答有效和有效组别即可，故我打算不用所给的参考电路，而用一片74LS373（8位的数据锁存器）来实现此简易抢答器的功能。这是一个显示方式简单、价格低廉、经济实用的抢答器。在要求不高的场合，能完全符合需要。
2 设计任务及要求
（1）抢答器分为8组，每组序号分别为1、2、3、4、5、6、7、8，按键SB0-SB7分别对应8组，抢答者按动本组按键，组号立即在LED 显示器上显示，同时封锁其他组的按键信号。
（2）系统外设清除键，按动清除键，LED 显示器自动清零灭灯。
（3）数字抢答器定时为30s ，通过控制键启动抢答器后，要求30s 定时器开始工作，发光二级管点亮。
（4）抢答者在30s 内进行抢答，则抢答有效，如果30s 定时到时，无抢答者，则本次抢答无效，系统短暂报警。
(5)抢答者违规显示。
3 电路工作原理
3.1 抢答器总体原理框图
如图1所示为总体原理框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关FW 拨到" 清零" 状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置; 开始" 状态，宣布" 开始" 抢答器工作。定时器开始倒计时。选手在规定的30s 定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号显示、扬声器提示, 倒计时显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作" 清除" 和" 开始" 状态开关。
图1 抢答器原理框图
3.2 单元电路设计
3.2.1 抢答器电路
编码锁存电路如图2所示，图中74LS148是8线-3线优先编码器，它的EI 、GS 、EO 是输入、输出使能端及优先标志端。当EI=0时，编码器进入工作状态，如果这时输入端至少有一个编码请求信号（逻辑0）输入时，在输出端有编码信号输出，同时为0，否则为1；当EI=1时，优先标志和输出使能端均为1，编码器处于禁止状态。
当主持人按动清除/开始键时，将RS 锁存器74LS279全部清零，译码驱动电路的输出为0. 这时LED 显示器灯灭，同时由于U2A 的1Q1端输出为低电平使得G2A 输出为0，则EI=0，编码器使能，输入有效。但由于此时72LS279为清零状态，输出全部为0，不
管Key1-Key8有无按键按下，显示组号的显示器显示结果为0，当然计数器也不工作，输出为0，也就是说抢答还未正式开始。当主持人释放清除/起始键J9后，锁存器清零状态，由于EI 依然为0，编码其使能，发光二极管点亮（在计时电路中给出），计数器开始计时，抢答开始。在这期间只要按动任意输入抢答键，编码器输出经RS 锁存器锁存，由显示器显示组号；与此同时，由于有有效输入信号输入，GS 由1翻转为0，U2A 的1Q1输出端为1，EI=1，编码器输入禁止，停止编码，封锁其他组的按键输入信号，LED 显示最先按动按键的那个组号，实现优先抢答功能。在显示选手号时，本来对应显示0-7，本电路采用加上一个加法器74LS283实现了使显示器显示1-8。
图2
3.2.2 30s定时电路
30s 定时电路可采用图3所示电路，图中当主持人按下按键时，一方面为74LS279清零，另一方面为30s 计数器送入置数信号，计数器完成置数,
同时发光二极管点亮。
当主持人释放按键时，计数器进行递减计数并在上显示，当计数器为0时（N=00000000），高位计数器的BO 输出为0, 封锁秒脉冲，计数器停止计数。
图3定时电路
3.2.3 报警电路
报警电路采用如图4所示电路。它的工作原理是由555定时器构成多谐振荡器，控制扬声器发出报警信号。555定时器与电阻R2和电容C4构成报警定时电路，用于控制报警状态持续的时间。当三十进制减法计数器计满后，高位计数器的BO 输出端输出脉冲的下降沿触发单稳态电路，使得555定时器输出一个正脉冲，启动报警电路。J1用于手动消除报警，J1按下，多谐振荡器停止振荡，反之，振荡器工作。
图5报警电路
4 单元电路设计参数计算及元器件选择
74LS148、74LS279、7448、74LS160、74LS00、74LS32N 七段显示器、发光二极管、555定时器、电阻、电容及扬声器等。
5 Protel设计
5.1 用Potel99SE 设计芯片
新建文件Schlib1.Lib ，画出芯片主体，然后设置管脚，重新编号及命名，最后添加元件名。如图6。
图6
5.2 电路原理图设计
1 在初始界面下，点击File/New命令建立一个数据库（ddb 文件），用于管理项目。然后打开一张新的原理图（Schematic Document 文件）。同时，要根据实际电路的复杂程度设置图纸的大小，即建立一个工作平面。完成该步操作后，环境自动切换到原理图设计系统。
2 放置电路所需的各种元件、图件、网络标号等元件。首先应根据实验需要调用所需元件库，如Miscellaneous Device.lib，Protel Dos Schematic TTL.lib。用菜单 Place 结合 Protle 99 提供的各种原理图绘图工具及各种编辑功能放置元件、编号或端口等，并对元件在工作平面上的位置进行调整、修改，对元件的编号、封装进行定义和设定。
3 原理图的布线。将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。
4 编辑与调整。对所绘制的原理图进一步做调整和修改，以保证原理图的美观和
正确。此过程包括元件位置的重新调整、导线位置的删除、移动，更改图形尺寸、属性
及排列等。如图7。
图7
5.3 PCB版图设计
1有关参数的设置。主要设定自动布局参数、自动布线参数、板面参数等。
2 PCB板尺寸设计。在禁止布线层上，沿设计的 PCB 板边画边框线。
3 布局。布局就是根据原理图上元器件之间的连接关系，并考虑电磁兼容性以及元器件的安装空间和散热等，总是将元器件放置在PCB 电路板上适当的位置。是PCB 板设计过程中最费时、最繁琐的。不过由于此次设计不生成产品所以设计过程中忽略电磁兼容性以及散热问题。(1)手工布局。首先载入 SCH 生成的网络表，通过手工移动元器件在PCB 板上的排列位置实现布局。移动元器件时最好打开网络连接显示，这样就能观察到相邻元器件连接的疏密。(2）自动布局。PCB 系统环境提供自动布局功能完成元器件放置，但在细节处最好使用手工调整。布局时要求相互间连线多的元器件应就近放置；相互间可能造成干扰的元器件应远离；功率器件应考虑散热空间。
4 布线。布线就是在元器件引脚之间放置覆铜连线的过程，这一过程可通过手工完成，也可以自动进行。(1)自动布线，元件布局完成后，便可自动布线，注意事先应在
Keep Outlayer层设定禁布线范围，然后执行Auto Route/All或Auto Route/Setup命令，出现自动布线对话框，设置好以后点击Route All按钮就开始自动布线。(2)遇到自动布线不够理想的之处，需经过手动修改才能达到满意的效果。清除不理想的连线，执行Tool/Un-Route命令出现菜单选择清除布线的命令。选择布线板层，用布线按钮单击左键开始布线。最终效果如图8。
6 结论
通过这次课程设计，让我接触到了抢答器方面的内容，促使我去了解了硬件方面的技术。加深了我对模拟电路和数字电路相关知识的进一步理解，让我自己去学习和操作电子制版的流程，熟练使用Proetel99SE 软件。能简单制作出相应的PCB 软件。在电路设计过程中遇到了很多没有想到的错误及疑惑，经过检查分析错误及和同学一起交流，逐渐学会并掌握了有关电路设计的思想，懂得了如何在设计过程中调试和修改不合理的设计部分。更重要的是学习到了一些电子实际器件的相关参数和封装形式例如直插式SIP 与DIP 封装和贴片式SO 封装，熟悉了PCB 板的制作原理和流程以及参数。
参考文献
1. 姜沫岐等Protel2004原理图与pcb 设计实例. 机械工业出版社.2006
2．袁保生 毕满清 Prote99SE电路设计实验指导．中北大学．2007
3. 张建华. 数字电子技术. 北京：机械工业出版社.2000
4. 阎 石 数字电子技术基础. 北京 高等教育出版社 1998
5. 罗智林 周峰 Prote99SE自学手册——入门提高篇 人民邮电出版社.2008
第四部分 校园无线组网
1 SOR4830综述
SOR4830采用Atheros 公司的AR2316单芯片，内置32MB SDRAM内存和8MB 闪存，外部物理接口为1个10/100快速以太网RJ-45和1个RP-SMA ，拥有OFDM= BPSK ，QPSK ，16QAM ，64QAM 等调制技术，适用于通信工程专业“微波通信”、“光纤通信”、“3G 通信”、“无线宽带接入”等课程实验及专业综合实训。
使用SOR-4830，可在大学校园（或其它地域）3公里范围内，由学生进行场强预测、架设天线、敷设光缆、配置无线基站等内容，为具备工程实训特性的便携移动型综合训练设备。
2 组网前的准备工作
SOR-4830可被配置为桥/路由器或接入点。设备的默认IP 地址为192.168.1.1。要访问本设备，首先需要对PC/笔记本的TCP/IP设置进行配置。
2.1 IP地址配置
windows 7操作系统下，在桌面右击右下角的网络图标，选择“打开网络和共享中心”，在弹出来的对话框中选择“更改适配器设置”，再在弹出来的对话框中右击本地连接，将会看见如下界面。
图2.1 本地连接属性
双击Internet 协议版本4（TCP/IPv4），对笔记本的TCP/IP进行设置。
图2.2 笔记本的TCP/IP配置
选择“使用下面的IP 地址”，然后输入IP 地址和子网掩码。要确保IP 地址和子网掩码与设备处于同一个子网。例如：
PC IP地址：192.168.1.10
PC子网掩码：255.255.255.0
单击“确定”保存设置并关闭窗口。
设置好笔记本的IP 地址之后，我们将进入下一步，对设备的运行模式进行切换。
2.2 运行模式的切换
SOR-4830可以运行在三种模式下：接入点，
客户桥，客户路由器。本部分中只是用
接入点（即AP ）设置。具体设置步骤如下：
（1） 通过网页浏览器对设备进行配置，首先在浏览器的地址栏输入设备的IP 地址（默认：192.168.1.1）并回车。
（2） 确保设备与计算机在同一个子网内。计算机的IP 地址配置参照4.2.1节。
（3） 连接到设备IP 地址后，网页浏览器将显示登录界面。
（4） User Name和Password 均输入admin 。
图2.3 设备登陆界面
（5） 登录后，将会看到本设备的图形用户接口。单击“System ”导航下拉菜单下的“System Properties”链接。
（6） 在“Device Name”下拉列表中选择Access Point，然后单击Apply 按钮。
图2.4 运行模式选择窗口
选择好模式，下一步将对设备进行进一步的设置。单击“System ”下拉菜单中的“IP Settings”链接。可将设备配置为一个DHCP 客户，也可为其分配静态IP 地址。
图2.5 IP Setting
IP Network Setting ：若接入点与一个DHCP 服务器相连接，可选择“Obtain an IP address automatically (DHCP)”，此时，接入点将会将一个IP 地址传送给与其相连的客户。也可以选择“Specify an IP Address ”，为设备配置静态IP 地址，这种情况下，需要指定IP 地址，子网掩码和默认网关的IP 地址。
在“Obtain an IP address automatically (DHCP)”前选择，然后单击“Apply ”按钮保存设置。
2.3 Wireless Network设置
在Wireless Network页面，可配置无线模式，信道，SSID ，并进行安全设置。
图2.6 Wireless Network设置
Wireless Mode：根据连接到网络中的无线客户的类型，可选择B, G, B/G-mixed或Super-G 。如果无法确定访问无线网络的客户类型，推荐采用B/G-mixed，以获得最好的性能。
Super-G是一种专用模式，它将所有的信道捆绑成一个单独的信道，以最大化吞吐量，可将其提升到200%。注意：Super-G 只能与其它支持Super-G 的设备互通。
Channel ：在下拉列表中选择一个信道。
上图中的设置除了Wireless Security选项之外均选择默认即可。
现在我们将进行网络的加密设置。
2.4 Wireless Security
无线网络的安全设置一共有三种，本实验只使用其中WEP 加密。WEP 是“ 有线等效加密”的缩写，该安全协议可以为无线网络提供与有线网络同等级别的安全。
图2.7 WEP加密方式的设置
Authentication Type ：选择认证方法。可用的选项为：Open Key, Shared Key, Auto 。公开的系统为任何符合MAC 地址过滤策略的客户授权。所有的认证包都在未加密的状态下传输。共享密钥方法对尝试与接入点通信的设备发送一个文本字符串，而请求认证的设备对这个文本进行加密，然后将其返回给接入点。如果该文本的加密正确，那么接入点允许该设备进行认证。由于无法确定采用了何种加密类型，因此选择“Auto ”。
Input Type：在下拉列表中选择He 或ASCII 。
Key Length：从下拉列表中选择密钥格式。64位密钥需要10个字符，128位密钥需要26个字符。十六进制密钥由数字0-9和字母A-F 组成。
Default Key：最多可以为四个不同的网络设置四个不同的密钥。选择将要使用的当前密钥。
Key 1-4：可输入四个不同的WEP 密钥。
在SSID 栏中更改为cuiyan ，然后再Key1中输入密钥12345678，然后单击“Apply ”按钮保存更改。
2.5 Wireless Advanced Settings
单击“Wireless Advanced Settings”链接。在本页面可进行高级配置，用于调整无线网络的性能。可用的选项为：data rate ，transmit power ，fragmentation threshold ，RTS threshold，protection mode，distance 。
图2.8 高级设置
各项设置如下：
Data Rate：如果需要指定数据传输速率，可从下拉列表中选择。但为了获得最好的性能，建议采用“Auto ”设置。
Transmit Power ：通过从下拉列表中选择值，可支持不同的应用距离。该特性在限制无线网络的覆盖区域时很有用。
Fragment ：大于指定长度的数据包将会被分片，以便在噪声网络中提升性能。 RTS Threshold：大于指定长度的数据包将会采用RTS/CTS机制，以便在噪声网络中保证性能，并阻止隐藏节点造成性能下降。
Protection Mode：如果无线网络同时包含802.11b 和802.11g 设备，推荐开启本特性，使得802.11b 设备不会影响到802.11g 设备。
WMM ：开启无线服务质量QS 。
Distance(1-30km）：在1-30km 之间指定一个距离。
除了最后一项外，其他均使用默认设置，最后一项为Distance ，即设置无线网络的覆盖范围，默认值为1KM ，可手动更改距离，最大为30KM 。
设置完成后单击“Apply”按钮保存更改。
至此，我们已经将设备和笔记本电脑均设置完毕，下面我们将进行组网。
3 无线组网的实现
经过上述的设置，我们的笔记本和设备都已经进入可组网状态，在笔记本的控制面板里把防火墙都关闭，然后等待同组组员连接网络或连接同组组员设置的局域网，然后进行文件共享。
图3.1 网络共享
组员连接好网络后，把要共享的文件放到C 盘的共享文件夹里头，连在此网络上的其他组员就可以通过访问文件夹来进行共享了。
图3.2 共享文件播放界面