基于多信道优先级统计的战术数据链MAC协议

为了满足对移动目标实现精确打击而提出的对时敏信息可靠传输的要求,提出一种基于多信道优先级统计的MAC协议(MCPS-MAC)。MCPS-MAC协议将不同优先级业务发送的门限阈值与反应信道忙闲状态的信道占用统计值作为判定数据包是否能够发送的条件,从而极大减少信道冲突,降低数据发送的时延,有效缓和了网络的流量激增导致网络超载的问题,并且保证通信网络中优先级较高的数据包仍然能够成功地发送。仿真结果表明,随着网络节点增多和业务量的增大,Link-16数据链延时急剧增大,导致严重的丢包率,而与之相比较,MCPS-MAC协议的端到端延时恒定在3 ms～4 ms内,能够满足高业务量网络的要求,并保障数据包一次发送的成功率不低于95%。     

军用无线多信道负载均衡模块的设计与实现

伴随武器装备信息化建设的不断深入,以无线战术电台构建的"初级战术互联网"上传输的业务信息流越来越大,从而对信道带宽的需求也越来越高,无线信道吞吐量成为制约整个网络性能的瓶颈。针对这一问题,提出一种军用无线多信道负载均衡模块的方法,在组网控制设备上建立业务信息流库,统一信道调度机制,以及采用基于ETT算法计算信道质量,最终来实现在多信道环境下的业务负载均衡,详细给出了模块处理流程和实现过程。实践表明该模块对提高"初级战术互联网"吞吐量有一定作用。     

一种新型无线Mesh网络多信道MAC协议

在多信道无线Mesh网络中,当发送节点和接收节点之间有多条可用信道时,动态信道分配协议DCA(Dynamic Channel Assignment)采用的是随机选择接入信道,这样一方面容易导致有不同性能的信道分配不合理,另一方面容易造成信道冲突的频繁发生,导致数据包时延较大。针对这些问题,文中提出一种基于信息素模型的多信道MAC协议——CAPC(Channels Assignment based on Pheromone Concentration)协议,仿真结果显示该协议在系统吞吐量和数据包投递成功率等方面明显优于DCA协议。     

基于时延的软件定义航空网络控制器部署策略

在软件定义航空信息网络架构中,针对控制平面单点失效问题,提出一种多控制器部署方案。通过构建航空集群域,在航空集群域中部署集群控制器,控制器进一步控制该域内飞机来获得网络的高效管理以及信息的有效处理。定义数据传输时延、控制路径时延以及控制器同步时延,以航空信息网络全网时延最小为优化目标,在构建航空集群方面,提出一种k-means改进算法;在集群域中部署控制器时,提出一种时延约束的可靠部署方案。仿真结果表明,该方案能够有效保证全网络的可靠性,并可以有效降低网络中的时延开销,为解决多控制器部署提供了思路。     

一种具有优先级的MAC协议性能分析

在移动通信中,为了满足高动态终端对接入的高要求,设计了一种带有优先级的随机预约/按需分配相结合的MAC协议RRDAMA-P(random reserve/demand assignment multiple access protocol with priority),并利用Opnet软件进行了建模仿真,仿真结果表明,RRDAMA-P协议不仅可以满足终端的优先级要求,而且实现了更好的吞吐量和时延性能。     

基于IFTS的网络动态负载均衡方法

针对网络负载均衡过程中节点负载变化趋势难以预测的问题,在分析网络负载模糊时序变化特性的基础上,设计了可变阶自循环误差校正机制,构建了网络负载直觉模糊时间序列(IFTS)预测模型,并将基于IFTS的负载预测与网络动态负载均衡相融合,提出了基于IFTS的网络动态负载均衡方法,有效地提升了网络负载预测精度,增强了动态负载均衡系统运行效率,改善了网络整体服务质量。并通过典型实例验证了该方法的有效性和优越性。     

基于声望模型的无线Mesh网络多信道MAC协议

文章针对现有多信道动态接入协议在数据信道接入中存在冲突概率较大,数据报文传输成功率较低的问题,提出了一种基于声望模型的信道分配算法。该算法通过引入遗忘因子来反映历史经验对当前信道选择的影响,并根据链路接收方节点中可用信道的声望值大小,选取出期望传输成功率最高的信道。仿真表明该算法在相同网络环境中,能有效提高数据报文传输的成功率,增加网络的整体吞吐量。     

基于分层结构的卫星动态接入网络建模研究

在分析卫星动态网络特点的基础上，针对卫星网络模型构建和仿真需要，探讨了构建基于分层结构的卫星动态接入网的必要性。基于“骨干/接入”思想，提出了基于分层结构的卫星动态接入网络（HSDAN）。根据OPNET系统的仿真机制，构建HSDAN的网络模型、节点模型和进程模型。通过与简单分层卫星动态网络（SHSDN）的仿真分析比较，说明了在网络高负载条件下，基于“骨干/接入”网络模型思想的HSDAN更适合天基综合信息网的要求。     

蜂群无人机数据链自组网协议设计

针对蜂群无人机的国内外发展现状,设计了蜂群数据链组网技术方案,将遥测数据通过窄带和宽带数据链分别传输,通过数据链自组网完成遥控和遥测,增强了测控的可靠性;同时,设计集群数据链自组网协议栈,针对介质访问控制(MAC)协议和路由协议进行设计。基于QualNet和STK的通信网络仿真平台,针对无人机集群数据链的MAC协议和路由协议进行了仿真性能评估,验证了统计优先级多址接入(SPMA)协议的可行性,实现无人机之间不需要预约信道和时隙进行自组网通信,确保了高优先级业务的实时性。     

无线Ad Hoc网络中一种多信道协同MAC协议

多信道所带来的MCC(Multiple Channel Coordination)问题是影响多信道系统性能的重要因素。文章针对无线Ad Hoc网络,提出了一种多信道协同MAC(Media Access Control)协议。该协议扩展了协同通信的概念,邻节点不再转发发送节点的数据,而是帮助发送节点发现和避免多信道中的MCC问题。文章还对经典二维Markov模型进行了改进,加入了多信道和协同机制,对所提协议进行了建模,分析了协同机制对系统性能的影响,并推导出了吞吐量性能和时延性能的表达式。仿真结果表明,采用协同机制可以有效解决MCC问题,文章中所提协议相对传统多信道MAC协议可以大大提高吞吐量和时延性能。     

支持QoS的无线Mesh网络机会路由优化算法

针对空中骨干Mesh网络资源有限、计算能力相对不足的特点以及传统简单机会路由(Simple Opportunistic Adaptive Routing,SOAR)路由算法未充分考虑负载均衡与不同业务服务质量(Quality of Service,Qo S)保障需求差异性的问题,提出一种支持业务区分的改进型SOAR路由算法。该算法在考虑链路拥塞控制和负载均衡的基础上,定义综合预期传输次数来描述链路的综合状态,有效降低网络拥塞概率;同时根据传输业务类型的不同,设计一种基于层次分析法的路由选择策略,实现路径选择与业务类型的动态匹配。仿真结果表明,在重负载条件下,改进型SOAR路由算法相比传统SOAR路由算法其时延、吞吐量和吞吐率性能明显提升。当网络中存在不同类型业务时,改进型SOAR路由算法能够根据业务Qo S保障需求的差异性自适应选择最佳传输路径。     

SpaceFibre网络服务质量时隙资源分配算法

为保证SpaceFibre星载数据网络大量实时数据流的超高速确定性传输,提出一种包含两个子算法的SpaceFibre网络服务质量时隙资源分配算法。形式化描述网络服务质量机制,给出调度矩阵相关定义;创建网络服务质量排队模型,定量分析时隙资源分配对网络时延性能的影响;考虑网络兼容性和算法鲁棒性,给出改进二进制序列调度子算法;采用提高初始种群进化程度和增加遗传算子等方法,给出改进混合单亲遗传调度子算法;利用Opnet网络仿真平台建立网络服务质量仿真模型,对比不同算法下网络时延性能。仿真结果表明,该时隙资源分配算法与其他算法相比,网络平均延时降低,网络性能得到显著改善,对构建低延时SpaceFibre网络具有参考意义。     

基于CBQ技术的带宽管理机制

为了能够合理有效地管理网络带宽资源,解决日益增加的网络流量和带宽资源紧张的矛盾,首先研究了基于CBQ技术进行网络带宽管理的基本原理,然后仿真分析了该带宽管理机制中的流量分类、带宽分配、链路共享以及对链路上空闲带宽管理等方面的特性。结果表明,基于CBQ技术的带宽管理机制,可实现灵活的基于分层结构的流量分类方式,对链路上流量进行精确的带宽控制,使用独特的带宽借用特性管理网络上的空闲带宽,在保护关键应用性能的同时大大地提高了带宽利用率。     

具有优先级消息的AFDX建模与性能分析

以Petri网为工具,建立了基于具有优先级消息传输的AFDX(航空电子全双工以太网)网络模型,通过仿真,求解出消息发送时的平均等待时间,得到的指标结果验证了高优先级数据消息帧发送等待延时明显小于低优先级数据消息帧的发送等待延时,充分说明了优先级对紧急数据传输的重要性。模型有助于进一步理解航电系统不同优先级消息在AFDX网络中的传输机制,为以AFDX为总线的综合航电系统的设计和完善提供重要的理论依据。     

引入价格因素的网络资源分配模型与算法实现

引入价格因素,针对网络资源分配提出PE-EMRA网络资源分配模型,并给出算法实现。PE-EMRA模型综合考虑带宽、缓冲等多种网络资源,调节并限制各业务类流量,使系统总效率最大化。该方法可有效提高资源利用率,提供服务质量保证,并具有配置灵活、实现代价小等特点。     

高速SpaceFibre总线节点的系统设计

为了实现SpaceFibre总线节点的高效数据传输,针对网络协议中关键问题和技术提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的SpaceFibre总线节点系统设计方案。其中,采用了轮询仲裁算法,解决了多路虚拟通道中流量控制字的申请冲突;设计了基于服务质量机制的高效处理状态机,实现了多路虚拟通道的服务质量调度;提出了一种并行的分区存储架构和重发控制算法,实现了基于错误检测隔离恢复机制的错误恢复;采用了不同的数据并行处理方案,实现了多种数据格式的循环冗余校验和伪随机序列的计算。通过ModelSim仿真平台对节点系统进行功能仿真,并在Virtex-6 FPGA上完成了系统验证。结果表明,该设计实现了SpaceFibre总线节点的功能,串行传输速度可达3.125 Gbit/s,能够满足高速数据传输需求。     

基于粒子群优化的模糊交通控制器设计研究

城市中往往存在着一些关键路口,其交通通畅与否会对周围的路网的交通流起着很大的影响,需要优先保持此路口的通畅.针对以上情况,设计了基于上下游交通信息的二级模糊交通控制器来对路网进行协调控制.在此基础上,本文提出了针对交通特性改进的粒子群优化算法(TIPSO),并采用TIPSO对第一级模糊规则进行优化,实验结果表明TIPSO对模糊规则具有较好的优化效果,能够离线训练获取到比人工设定的更优的模糊规则.     

基于单码CDMA系统的多级业务的接入控制

基于支持多级业务的单码CDMA系统 ,本文设计了一种适合于多级业务接入的两层控制方案。借助于该方案 ,实时业务用户一旦被接纳就立刻进行通信。而非实时数据用户的通信过程要受到呼叫层和突发层双重的控制。这样 ,前者的QoS能够得到保证 ,而后者则可以充分利用网络暂时闲置的信道容量。     

战术MANET中基于多态转移策略的蚁群优化QoS路由算法

战术MANET的QoS路由计算是一个NP完全问题,可以采用蚁群优化算法来求解.为了提高蚁群优化QoS路由算法的效率,降低时延和网络开销,提出了基于多态转移策略的蚁群优化QoS路由算法(MTS-AQRA).MTS-AQRA将链路稳定性和路由拥塞度与常规的QoS路由约束条件结合起来,利用多态转移策略产生的多样化路由搜索蚁群和并行路由搜索处理,能够在MANET网络中快速地建立满足业务QoS要求的稳定路由.仿真实验结果表明,MTS-AQRA在分组到达率、端到端时延、网络吞吐量等指标上综合性能优于AODV、AntHocNet、QoS-Aware ACO等路由算法.     

基于粒子群优化的模糊交通控制器设计

城市中存在着一些关键路口,其交通通畅与否会对周围路网的交通流起着很大的影响,这些路口需要优先保持通畅.针对此情况,设计了基于上下游交通信息的二级模糊交通控制器来对路网进行协调控制.在此基础上,提出了针对交通特性改进的粒子群优化算法（TIPSO）,并采用TIPSO对第一级模糊规则进行优化,实验结果表明TIPSO对模糊规则具有较好的优化效果,能够离线训练,获取到比人工设定的更优的模糊规则.