基于短波信道的无线自组网链路层协议研究

主要针对短波信道特点,利用定向天线在空分复用方面的优势,研究定向天线用于短波无线自组网的应用方案;借鉴传统无线移动自组网数据链链路层TDMA协议,提出了一种基于短波信道无线自组网的链路层协议;并通过Opent仿真软件对提出的协议进行比较分析,证明该方案具较原协议在吞吐量、时延、负载上具有一定提升。     

利用AirMesh900 实现无线自组网

针对AirMesh900电台使用IE浏览器进行参数配置,不能满足无线自组网需求的问题,结合AirMesh900电台特性,编程动态配置AirMesh900电台参数,从而实现无中继和有中继(3跳)2种状态下的小型无线自组网络。结果表明:该方法简单有效,能实现无线自组网的功能,可应用于视频监控、语音传输、数据采集等领域。     

联机模拟飞行通信关键技术

为解决联机模拟飞行通信模块中的技术难点,对联机模拟飞行通信系统中的关键技术进行研究。基于UDP 数据传输协议,通过对时间进行算法处理,采用共享内存与信号量相结合的方式,对多飞机同步算法进行对比分析, 设计出最优算法,消除了网络延时和数据丢包的影响,并采用三次样条插值验证了插值算法的有效性。验证结果表 明,采用该设计方法可以大幅提升联机模拟飞行时数据传输的可靠性。     

基于UWB 测距辅助的车载自组网链路优化

针对车载自组网(vehicular ad hoc network,VANET)拓扑结构速度过慢、处理数据过多,导致信道容易 阻塞、实时性差的问题,提出一种基于地理信息和超宽带的小型自组网链路优化算法。利用UWB 测距信息和地理 信息进行系统设计和理论分析,并搭建基于Matlab 的仿真平台。仿真结果表明：基于该优化算法的链路模型在所有 可能的链路模型中位于次优或者最优这一档,相对同样物理拓扑结构下其他可能模型,最大时延优化可达25%。     

基于无线传感器网络的监控系统自组网设计

针对无线传感器网络的应用特点,完成了一个用于室内温、湿度检测的监控系统设计。描述了监控系统的核心结构、节点组成和自组网设计过程。并对系统的低功耗设计和可靠性设计进行了说明。应用结果表明：该系统数据传输可靠,组网方便、稳定,能满足应用要求。     

无线自组网在防空导弹网络化作战中的应用研究

在网络化作战的模式下,通信网络已变得同武器平台一样重要,需要具有一定的快速反应能力、灵活性和抗毁性。针对防空导弹网络化作战的特点和对通信网络的需求,将无线自组网技术应用于防空导弹网络化作战中,并且分析了其优势。结合防空导弹部队的组织特点,探讨了具有分级结构的无线自组网网络实现方法和作用,结合现状展望了其发展方向。为构建适合防空导弹网络化作战的无线自组网提供一定的参考依据。     

一种改进的移动自组织网多路径路由协议

在移动自组网中,相比于单路径路由协议,多路径路由协议通过建立和维护多条备用路径,可以有效地减小通信中断的概率,降低端到端的时延。然而,目前对备用路径数目的分析方法不适合于复杂多变的无线自组网络传输环境,而且现有多路径路由协议难以满足混合业务中不同业务对传输质量的不同要求。为解决上述问题,对单路径与多路径路由协议进行建模研究,分析维护备用路径数目参量对多路径路由协议性能的影响;基于此建模分析的结论,提出一种面向业务的多路径路由协议,根据不同业务的服务质量（QoS）需求,综合考虑跳数、平均连接度、最小带宽等参数,选择针对本业务QoS需求的最优路径。仿真结果表明,调整权值系数,数据类业务的投递率最多可提高25%,语音类业务的平均时延可减少10%~20%,证明该协议针对不同业务能选择性地带来时延、可靠性、可用带宽等性能的提升。     

无线自组网分布式编码域非正交多址机制性能分析

基于无人平台集群的分布式协同作战是未来战争的发展趋势,由此对智能集群无线自组网通信提出了快速响应的性能需求。针对现有无线自组网分布式多址接入机制在复杂多变战场环境与时断时续通信链路中存在的效率下降、无法满足快速响应需求的问题,提出基于分布式协同的编码域多址(DC-CMA)机制。DC-CMA机制以分布式无线自组网邻居节点信息维护与非正交多址技术为基础,设计高效的接入编码图样,通过降低图样稀疏性减少资源浪费,提高多址机制整体资源效率。数值仿真结果表明,在信道中断率相同时,与正交多址机制相比,DC-CMA机制可将信息交互周期缩短10%~50%,提升通信资源效率达5%~30%。利用无线自组网节点设备样机,模拟分布式协同任务数据进行端到端传输时延测试,得出DC-CMA机制相比于正交多址机制可降低平均传输时延超过30%,能够为提升无人平台集群分布式快速响应协同能力提供支撑。     

以太网/无线局域网测试系统及其应用

以太网／无线局域网测试系统,可以按照不同的测试条件组合建立测试任务集,然后批处理的执行测试任务,根据大规模的测试结果来验证和分析组网方案。通过对TCP协议和UDP协议发送数据时的网络传输速率、发送不同大小数据时网络传输速率、使用TCP和UDP传输数据的丢包率、使用Berkeley套接字和零拷贝套接字对数据传输的影响等多种不同条件进行测试,并对测试结果进行了深入的分析。该测试系统可对各种不同的以太网／无线局域网组网方案进行验证,为武器组网提供参考。     

基于无线多跳自组网的混合路由研究

随着大规模无线多跳自组网在军队通信、应急通信等领域的广泛应用,域路由协议（ZRP）作为一种混合路由协议,其灵活的路由发现和维护策略,使其在大规模网络中的应用受到了更多的关注。ZRP的域内路由协议以及域间路由协议的选取,对协议整体性能影响巨大。面向具有一定拓扑变化的大规模无线多跳自组网,基于传统ZRP框架,优化设计得到改进的域路由协议。改进协议中,域内路由协议采用具有更高路由有效性以及较小资源消耗的主动路由策略,域间路由协议则通过增加过期路由缓存机制降低网络控制开销。通过建模分析验证了改进协议的域内路由具有更高的有效性;通过软件模拟平台NS2仿真,验证了改进协议具有更优的性能。     

无线自组织网络协作时间同步优化算法

针对无线自组织协作网络时间同步算法同步误差大及能量消耗高的问题,在分析网络时间同步模型基础上,提出无线自组织网络协作时间同步优化算法。该算法利用指数延迟模型,通过构建时间同步似然函数,对成对节点的时钟偏移及时钟漂移进行联合估计;对网络进行三角剖分,通过染色确定参考节点,然后参考节点选取主节点,利用拓扑结构的自适应变化实现全网节点时钟同步;通过时钟联合估计及自适应拓扑建立协作时间同步优化算法,其整体执行保证节点通信链路时间同步。仿真结果表明,在所提三角剖分拓扑结构控制下,与传统分簇拓扑相比,协作时间同步优化算法在平均同步误差、同步算法能量消耗方面得到了性能提升。     

自组织网络区域覆盖协作控制算法

针对自组织网络区域覆盖控制算法覆盖效率低、能量消耗大以及传输可靠性差等问题,在分析自组织网络模型特点基础上,提出基于三角剖分的自组织网络元胞遗传区域覆盖协作控制算法。该算法以节点覆盖区域外部多边形顶点结构为基准,通过三角剖分形式将网络覆盖区域划分为若干子域;基于染色方案将子域顶点处节点定义为扫频节点,根据区域划分后信号频谱的不同确定集群范围;在考虑通信能耗和空闲能耗基础上,采用元胞遗传思想解决自组织网络节点功率控制方式。仿真结果表明,节点数量在100~500之间时,该算法相对于均衡速率区域覆盖算法、最小节点强屏障的分区构造算法、覆盖配置协议算法、多跳Ad Hoc无线网络的节能技术算法,覆盖效率至少提高3%,能量消耗至少减少2 J,平均端到端可靠度至少提高9.5%.     

基于Ad Hoc无线传感网络的三维智能组网优化算法设计研究

Ad Hoc无线传感网络(WSN)是一种无中心、自组织的无线网络。这种动态网络需要通过合适的组网算法生成拓扑结构以提高其稳定性。在多频率分级Ad Hoc网络结构中,簇头负责簇内成员节点之间的通信及簇头之间的通信,因此,如何选择出最合理的节点担任簇头成为分簇算法的关键问题。在现有的组网算法基础上,提出了一种基于三维预测模型的新型分簇组网算法,基于Matlab软件进行了仿真,构建三维网络拓扑结构,通过分簇算法生成分级网络,并对生成网络的簇头数及分簇平衡度进行分析。仿真结果验证了新型分簇组网算法的可行性,通过算法生成的分簇结构稳定。     

能量高效无线传感器网络时间同步算法

针对无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）能量受限的问题,提出一种基于双向报文交换同参考广播报文相结合的能量高效无线传感器网络时间同步算法。采用交替回复信息时间同步算法（Repeating Message Alternatively Time Synchronization,RMATS）,同步阶段网络内节点可根据规则进行选择性回复时间同步信息。仿真实验结果表明,该算法能有效减少时间同步过程中信息包的发送量,节省能量的同时保证一定的时间同步精度,均衡单个节点的能量消耗,适用于对特定区域或重要目标进行长期监视的无线传感器网络系统。     

天基自组织网络分布式抗毁路由算法设计与研究

天基自组织网络是一种大时空尺度的复杂网络,具有节点数量庞大、组成复杂、星间拓扑结构高动态变化等特点。为保证网络信息传输的连续性,亟需设计一种能够尽量减少重路由的出现,并对网络故障情况及时给出准确响应的天基自组织网络路由协议。针对现有卫星路由算法使用的源端重路由方法中存在的时延大、丢包率高的问题,提出一种天基自组织网络分布式抗毁路由算法,以最小化端到端时延为约束求解最优路径,并通过断点续传的方法可以在失效节点处重新探测一条到达目的节点的路径。仿真结果表明,在节点可能失效的场景中,该算法以少量控制开销为代价,可以获得较好的数据传输率和时延性能,保证了路由的可靠性和抗毁性。     

基于深度确定性策略梯度学习的无线反向散射数据卸载优化

无线驱动通信网络中,无线设备（WD）可以通过无线反向散射和主动射频传输两种方式进行数据卸载。如何合理分配系统中WD的主动传输和反向散射传输工作模式及其对应的工作时间,从而减小传输延迟、提高传输效率就显得尤为必要。在综合考虑卸载数据量大小、信道条件和WD之间公平性情况下,提出一种基于深度确定性策略梯度（DDPG）的数据卸载方法,在连续动作空间内搜索多个WD的最优时间分配。仿真实验结果表明：DDPG可在有限时间步长内实现算法收敛;由于引入了Jain公平指数,多个WD可同时完成数据卸载;与传统的均分算法、贪心算法对比,DDPG算法可将平均传输延迟减小77.4%和24.2%,可有效提高WD的能耗效率,尤其对于卸载数据量较小的WD效果更加显著。     

引信非线性宇称时间对称无线装定系统信息双向传输方法

非线性宇称时间对称无线电能传输原理应用于引信无线装定领域,可提高装定系统灵活性和适应范围,但需解决收发端间信息双向传输问题。基于互感耦合理论建立装定系统微分方程,求解出收发端回路电压和电流瞬态响应特性与各传输参数间的理论关系。提出一种非归零调幅的能量与信息同步传输方法,能量不间断传输的同时可有效缩短回路起振、停振过程;信息反向传输采用接收端瞬间失谐诱导发送端谐振频率跳跃实现,失谐时间短,对能量传输负面影响小。基于该理论制作的原理样机,正向信息传输速率20 kbit/s,反向传输速率12.8 kbit/s,实验结果验证了所建模型的正确性和信息双向传输方法的可行性。     

一种基于ZigBee无线射频识别系统的设计

无线射频技术是无线传感器网络与射频识别技术的融合,对于传统RFID技术主要通过串口来实现与上位机的信息传输,而在多点采集下造成系统资源的浪费;ZigBee网络多跳功能能够实现大范围的信息传输,且能够弥补RFID技术的不足,特别是在军事应用中,能够实现武器弹药等军用物资的准确配送,并根据不同战地应用领域进行快捷、高效管理,降低管理复杂度,节约人力成本;分析RFID与ZigBee互通关键技术,选用CC2430无线射频芯片实现电子识别;本系统具有价格低、功耗小、应用场合适应性强等特点。