空基Ad Hoc路由协议研究

为解决高空平台移动自组网络数据转发可行性的问题,首先简要介绍了OLSR协议,提出了高动态条件下改进协议的必要性分析,其次研究了一种基于节点空闲度参数,联合MAC层和网络层设计的OLSR多路径路由协议改进算法,在OPNET仿真平台上对算法进行了仿真分析。结果表明,该算法在网络时延以及数据交付率等方面得到改善,对战略预警信息传输处理系统中航空自组网的研究具有借鉴意义。     

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。     

基于邻居时隙切换的时分多址接入协议研究

针对传统TDMA网络节点间业务量不均匀的情况下,会造成信道资源严重浪费的问题,设计了一种基于邻居时隙切换的动态TDMA协议(TDMA protocol based on adjacent timeslot transfer,ATT-TDMA),切换邻居空闲时隙,更改节点业务时隙长度但不影响整个网络循环周期的结构,实现时隙的动态利用。利用OPNET平台搭建仿真模型,并与HFTP协议和TDMA协议作了对比分析。仿真结果表明,相同条件下ATT-TDMA相比HFTP协议和TDMA协议,在消息投递率、平均时延和吞吐量方面具有更优异的性能。     

Ad Hoe网络两种路由协议仿真分析

介绍并比较了AdHoc网络表驱动路由协议和按需驱动类路由协议,对按需驱动路由协议中的动态源路由协议和自组网按需距离矢量路由协议,使用Omnest仿真软件进行了场景设计和仿真,通过分组交付率、平均端到端时延对动态源路由协议和自组网按需距离矢量路由协议进行了评估。     

基于品质度量的移动Ad Hoc网络分层密钥管理优化技术

提出了一个分布式的基于品质度量的分层密钥优化管理机制。该机制通过动态选择高品质的节点作为PKG来增强移动Ad Hoc网络的安全性,并将网络生存时间最大化。节点的选择可以归结为随机(restless bandit)问题,并且将密钥更新过程分为在线和离线两个部分,从而降低了计算复杂性。仿真结果表明,该机制可增强网络的安全性和将网络生存时间最大化,非常适合移动自组网的应用要求。     

低速率移动自组织网络安全路由协议

由于移动Ad Hoc网络具有无需基础设施,可以快速部署,很难完全被摧毁等优点,被作为数字化战场通信的优先选择,设计实现了一种适用于低速率移动Ad Hoc网络的安全路由协议——LSRP,它适用于分层架构的低速移动电台自组网,可以在网络资源有限的情况下,防御来自外部和内部两方面的攻击。LSRP协议利用分布式门限RSA签名方案来阻止非授权接入,防范来自网络外部的攻击;利用邻节点信任度评估机制,进行恶意节点检测和剪除,防范来自网络内部的攻击,增强了网络的安全性。     

航空自组网中面向容错的中继节点速度控制

由于飞机节点的通信距离有限,航空自组网的网络拓扑高动态的变化会导致频繁的网络分割并严重影响网络上层应用的正常运行。为了保证飞机节点之间端到端的连通性不受影响,航空自组网必须具备容错性,即任意一个节点或链路失效后网络仍然连通。通常情况下飞机节点的运动不可控,因此可在网络中加入一定数量的中继节点,通过控制中继节点的运动速度来实现并维持航空自组网的容错性。提出了一种在线中继节点速度控制方法,该方法根据网络当前状态计算出中继节点的最佳运动方式,在保证网络容错的前提下使得中继节点在网络运行时间内所运动的总路程最短。仿真结果表明该中继节点速度控制方法在航空自组网的容错控制方面具有潜在的应用前景。     

遗传算法的多目标优化资源选择算法

无线自组网中,一个任务请求可能会存在多个满足需求的后备资源,如何从中选择一个最佳资源提供给用户使用是资源管理的核心内容.目前的算法大都只考虑节点的计算能力、负载情况和网络延迟等,而没有考虑无线自组网环境中无线连接带宽有限、设备节点能源受限的特点.在对节点能力、网络资源和能源情况进行数学描述和分析基础上,提出并实现了基于遗传算法的多目标优化资源选择算法.实验结果表明该选择算法能够充分利用有限的带宽资源,最大化网络的使用时间.     

基于OPNET仿真的随机接入技术研究

如何解决多个用户高效、合理地共享有限的无线信道资源这一问题,即媒体接入(MAC)控制协议的设计是移动自组网中的关键技术之一.ALOHA和CSMA作为自组网MAC协议的起源,研究它们具有重要的意义.主要介绍了ALOHA和CSMA两类接入协议的工作方式和性能特点,针对其中的纯ALOHA和1坚持CSMA应用网络仿真软件OPNET进行了建模和仿真,并比较了它们的优缺点,对于后续开发新的随机接入协议具有指导意义.     

弹间协同制导自组网数据链集成设计方法

针对未来体系化作战需求,弹间自组网数据链利用各类传感器、数据库等资源,通过实时共享作战过程中目标、态势、威胁信息、导弹状态等信息,可实现弹间相互战术和技术的配合。主要研究了弹间自组网数据链集成设计方法,定义了由传统飞行控制系统以及自组网数据链系统组成的协同制导控制系统,分析了导弹自主信息与导弹协同信息2类协同制导信息及其信息流向;研究了弹间自组网数据链系统方案设计方法,包括数据链路与方案设计、协议与算法设计以及终端设计等;此外,总结了弹间自组网数据链验证试验设计方法,包括内场测试及外场测试等,可为导弹协同制导自组网数据链系统设计提供有效指导,为弹群体系化协同攻击提供基础信息保障。     

一种具有分层结构的Ad Hoc网络地址自动配置机制

提出了一种具有分层结构的Ad Hoc网络地址自动配置机制.在该机制中,群首节点负责维护全网节点的地址使用情况表,处理网络的分割与合并;新入网节点通过代理节点向群首节点申请地址;使用蚁群算法优化选择代理节点,利用地址表备份机制减少群首节点失效的影响.与MANET Conf协议和ODACP协议的仿真比较结果表明,该方法能够在更短的时间内、使用更少的通信开销为节点分配地址,并且在网络规模增大时,该方法的地址自动配置性能并没有急剧下降,具有更好的可扩展性.     

战术数据链动态时隙分配算法研究

现代信息化作战中,战术数据链网络系统正发挥着越来越重要的作用。本文以战术数据链时隙分配算法为研究对象,在深入分析两种典型时隙分配算法的基础上,提出了一种动态时隙分配算法。仿真结果表明该动态时隙分配算法灵活性较好,较轮询与TDMA固定时隙分配算法,其能够更好地适应瞬息万变的战场需求。     

高精度GPS观测数据的实时仿真研究

针对高精度GPS观测数据实时仿真的需求,研究了观测数据仿真的基本原理、系统功能组成及适用于实时仿真的数学模型.考虑到模型实现的时间约束特性,将仿真系统结构划分为非实时层、弱实时层和强实时层,并采用分布式仿真结构建立了卫星导航观测数据实时仿真系统.算例结果表明:系统满足强实时性要求,观测数据仿真具有较高精度.     

Scheduling with variable time slot costs

In this article, we study a class of new scheduling models where time slot costs have to be taken into consideration. In such models, processing a job will incur certain cost which is determined by the time slots occupied by the job in a schedule. The models apply when operational costs vary over time. The objective of the scheduling models is to minimize the total time slot costs plus a traditional scheduling performance measure. We consider the following performance measures: total completion time, maximum lateness/tardiness, total weighted number of tardy jobs, and total tardiness. We prove the intractability of the models under general parameters and provide polynomial‐time algorithms for special cases with non‐increasing time slot costs.© 2010 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2010     

战术移动自组织网络路由方法

战术移动自组织网络(Mobile Ad Hoc Network,MANET)作为网络中心战的重要组成,有望解决未来战场上传统作战力量与新型无人作战平台之间高效组网通信问题。战术MANET作为MANET在战场环境下的应用,可在基础设施缺乏或遭破坏的地域快速展开,具有节点自由出入、移动性高、抗毁伤性强等特点。综述了战术MANET路由协议和仿真方法,对研究方法和面临的挑战作了简要评述。     

多域光网络中的一种支持多播业务的动态RWA算法

路由与波长分配(RWA)仍是下一代智能光网络中的一个核心问题。由于下一代智能光网络将被划分为多个路由域进行分布式的网络管理,因此传统光网络中的那些基于全网信息的 RWA 算法将不再有效。与此同时,随着光网络中多播业务的不断增加,RWA 算法的研究中又出现了一些新的挑战。为解决这些问题,文章结合多播业务的需求,提出了一种适用于多域光网络中的可支持多播业务的动态 RWA 算法,并对其进行了计算机仿真研究,分析了算法的性能。     

变截面梁的数值传递函数解法

本文在对一阶变系数微分方程组的数值解分析的基础上, 提出了一种数值传递函数方法, 作为对传递函数方法的一种直接推广。利用这种方法可以很方便地把传递函数方法扩展到各种变系数微分方程问题, 本文以变截面梁为例进行了讨论, 并建立了一种通用单元以减少计算。数值算例表明本方法具有精度高、应用灵活的特点。     

空间推进系统工作过程的模块化建模

建立空间推进系统仿真模块(包括液体管道模块、三通模块、充填模块、推力室模块等)的数学模型.虽然采用的是集中参数方法,但同时考虑了液体的惯性、粘性和压缩性,所以本文建立的常微分方程组能在一定程度上反映供应系统工作过程的分布特性.     

伞盘结构对大长径比发动机药柱结构完整性的影响

为了提高大长径比发动机药柱结构完整性水平,基于三维黏弹性有限元法,计算某大长径比固体发动机在温度和内压荷载联合作用下的结构响应;研究伞盘结构及其位置对药柱最大Von Mises应变的影响规律;讨论当伞盘位于药柱中部时,伞盘最大Von Mises应变随伞盘宽度、深度以及顶部圆弧半径比的变化规律。结果表明,伞盘位于药柱中部时可以有效地降低大长径比药柱的最大Von Mises应变,增加伞盘宽度、深度或选取合适的半径比均可降低伞盘结构的最大Von Mises应变。所得结论可为固体发动机设计提供参考。     

An extensible modeling framework for dynamic reassignment and rerouting in cooperative airborne operations

Unmanned aerial vehicles (UAVs), increasingly vital to the success of military operations, operate in a complex and dynamic environment, sometimes in concert with manned aircraft. We present an extensible modeling framework for the solution to the dynamic resource management (DRM) problem, where airborne resources must be reassigned to time‐sensitive tasks in response to changes in battlespace conditions. The DRM problem is characterized by diverse tasks with time windows, heterogeneous resources with fuel‐ and payload‐capacity limitations, and multiple competing objectives. We propose an integer linear programing formulation for this problem, where mathematical feasibility is guaranteed. Although motivated by airborne military operations, the proposed general modeling framework is applicable to a wide array of settings, such as disaster relief operations. Additionally, land‐ or water‐based operations may be modeled within this framework, as well as any combination of manned and unmanned vehicles. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2010