To win a battle within a theater of operations, it is necessary for commanders to see, think, decide, and shoot the enemy in advance. It can be possible through the well-organized tactical network for harmonious command and control in military operations. Recent researches on the tactical networks have focused on wireless backbone, intelligence, surveillance and reconnaissance (ISR), and user communication systems.
Unlike ISR and user communication systems, tactical backbone communication system is a basis system to interconnect the system of systems. The tactical backbone communication system is mainly focused on high data rate connectivity, mobility of base stations, military QoS and security. Applying commercial technologies to the tactical backbone communication system is also one of the major issues in the military research area due to low development cost and short development time. In this thesis work, we describe the general characteristics of tactical network, tactical network architecture, and tactical network mobility patterns. Based on the characteristics, we also devise requirements and considerations for tactical backbone network. From that, we choose the IEEE 802.16 mesh standard as an appropriate target Commercial-Off-The-Shelf(COTS) connectivity solution for the tactical backbone network. But, the existed IEEE 802.16 mesh cannot completely satisfy the tactical requirements for backbone. Therefore, we modify the IEEE 802.16 mesh for mobility support and add both military QoS support and multi-hop routing function.
To evaluate performances of the proposed algorithms, we develop an enhanced IEEE 802.16 mesh for tactical wireless backbone networks using the OPNET simulator. The simulation results show that the proposed algorithms obtain an improved performance as compared to the conventional IEEE 802.16 mesh. Mobility support algorithm increases the total network throughput up to 1Mbps, and military QoS reduces the overall end to end delay.
전장에서 승리하기 위해서는 적보다 먼저 보고 생각하고 판단하고 결정하는 것이 필요하다. 잘 갖추어진 전술 네트워크는 적보다 먼저 보고 생각하고 판단하여 상황을 결정하는 것을 가능하게 해준다. 최근 전술 망에 대한 연구는 전술 무선 백본망, 감시정찰 시스템 그리고 사용자간의 통신 시스템에 대한 연구가 활발하다. 감시정찰과 사용자간의 통신 시스템과는 다르게 전술 무선 백본망은 감시정찰 시스템과 사용자간의 통신 시스템을 연결시켜주는 가장 기본적인 시스템이다. 전술 무선 백본망 시스템은 고속 데이터 전송, 이동 중 통신서비스, 우선순위에 따른 서비스 품질보장, 군사 보안등의 분야로 연구되고 있다. 최근에는 짧은 개발 시간과 저비용의 장점이 있는 상용 기술을 전술 무선 백본망 시스템에 적용시키려는 연구가 활발히 진행이다. 본 논문에서는 전술 네트워크의 특징, 구조, 움직임 패턴 등을 설명하고, 이런 특징들을 토대로 전술 백본망 네트워크의 요구사항과 고려사항을 도출하였다. 군 전술 네트워크의 요구사항을 바탕으로 상용에 기술 중에 가장 적합한 IEEE 802.16 메쉬 모드를 선정 하였고, 기존의 기술에 군의 요구사항을 맞추기 위해서 이동 중에서 자원 충돌 문제를 해결하기 위한 알고리즘과 우선순위에 바탕을 둔 군 서비스 품질 보장을 제안하였다. 제안된 알고리즘을 OPNET에 구현하여 여러 가지 시나리오에 따라 성능 평가를 진행하였다. 모의실험에서 나온 결과를 바탕으로 우리가 제안하는 알고리즘이 기존에 비해서 성능 향상을 가져오는 것을 확인할 수 있었다.
