QualNet环境下战术数据链的性能对比

在QualNet环境下通过系统建模和大量系统仿真实验(除了轮询协议和TDMA协议不同之外,其它实验条件完全相同)对比研究了战术数据链在轮询协议、TDMA协议的系统性能表现。实验和分析结果表明,战术数据链采用TDMA协议后不仅大幅度提高了网络规模,而且实时性也有一定程度的提高。     

QualNet环境下数据链的性能仿真

战术数据链是数据通信技术在军事方面的典型应用,主要采用通信网络技术和应用协议,实现机载、陆基和舰载战术数据系统之间的新型数据交换及战术系统的各项功能,因此组网协议的研究是数据链系统工作的核心.文中介绍QualNet环境下数据链的系统建模和系统仿真实验,得到数据链的网络规模、网络循环周期、系统响应时间、MAC端到端时延等总体性能指标,以及这些总体性能的影响因素和相互关系.     

一种短波数据链的动态TDMA协议

针对短波资源有限、传输速率低的特点,提出了基于短波数据链的动态TDMA协议（HF-DTDMA）,该协议能对短波信道资源进行自适应动态分配,提高信道利用率,满足短波网络业务量实时变化的需求。通过建立短波数据链的仿真场景,分析了动态TDMA协议的性能,并且与固定TD-MA机制的性能进行了对比分析,动态TDMA协议在吞吐量和传输时延上性能明显提升。仿真结果也表明,提出的动态TDMA协议在时效性和吞吐率上能满足短波数据链的设计要求。     

基于动态门限的战术数据链MAC协议

战术数据链（TDL）的作用就是在战场上能够更准确、有效和快速地传递战术情报。随着军事信息技术的发展,战场上的节点数量和传输数据呈现快速增长趋势。传统的战术数据链媒介访问控制（MAC）协议为了保证QoS,一般采用固定资源分配的多址访问算法,如TDMA,在面对大容量、高速率的需求时缺乏灵活性和有效性。为此,研究了基于统计优先级多址访问（SPMA）算法,提出了直接映射和差分趋势两种动态门限方法。仿真结果表明,动态门限比固定门限能够有效提高系统效率,更接近目标信道忙闲比设计,并且在相同负载下网络吞吐量也较固定门限高。     

战术数据链时延特性的仿真分析

时延是战术数据链的重要性能指标,时隙分配方案对时延有很大的影响。结合战术数据链L ink 16的通信协议,分析了数据链时延构成的各种因素,并采用概率周期分析方法,对主要构成因素进行了详细的统计分析。最后,采用目前常用的网络仿真软件OPNET对其TDMA组网方式进行了建模与仿真,仿真结果给出了战术数据链的时延与时隙分配方案和业务量的变化关系。     

一种数据链协议与建模仿真

介绍了一种数据链TDMA(时分多址)无线组网协议机制,讨论了如何利用OPNET工具建立此无线组网协议模型的过程,通过构建一个网络仿真平台对入网、中继和广播等情况进行了仿真,对协议的可实现性以及网络时延、吞吐量等进行了分析,验证了TDMA无线组网协议的有效性。     

基于QualNet的无人机数据链时延仿真

概述了无人机数据链的网络组成,介绍了通信网络仿真软件QualNet的功能特点及其架构,并在该软件平台下建立无人机数据链时延仿真模型,分析远近程无人机在不同MAC信道接入协议下的平均端到端时延和平均抖动.仿真结果表明,设计无人机数据链时可优先采用TDMA接入协议.     

空中异构战术网络IP通信架构及协议开销分析

空中异构战术无线网络由多种不同类型的无线数据链网络构成，IP通信技术可有效解决空中平台异构无线网络的互联互通问题。给出了空中异构战术无线网络模型，并根据不同类型的无线数据链网络特点，分析了端到端通信协议栈关系以及不同无线数据链网络间协议转换与适配方式。探讨了网络静态和动态IP地址分配方法以及网络的路由架构与寻址方式，提出了不同无线数据链网络间IP报文传输的打包方式。对传输的开销性能仿真对比分析表明，基于通用成帧协议的打包方式的协议开销性能较优。     

基于OPNET的多数据链组网设计与仿真

随着战术数据链在军事领域的广泛应用,提出了对多种数据链的综合组网需求。针对战术应用中有限网络节点的特点,提出基于链路优先规则的网络层IP映射网关综合设计,并基于OPNET建立了多链综合节点模型,最后通过20个节点的典型战术网络对该设计进行了仿真验证。     

多源融合的数据链网络性能评估方法研究

针对无线通信条件下数据链网络性能测试和评估难题,设计了数据链网络性能评估方法。首先,采集数据链的记录数据;然后,通过对战术数据系统(Tactical Data System, TDS)数据的消息协议解析,按照数据链消息标准格式化TDS数据,提取时间、消息类型、数据链平台和收发消息四维变量;最后,结合集合映射理论,分析通信网络连通性,生成连通性评估报告和战术消息时序图。基于数据链网络实际业务数据,分析了测试样本经过传输造成的丢包、误码和时延抖动等影响,验证了多源融合方法的可行性和有效性。     

Throughput analysis for interference limited TDMA and TDMA/CDMA wireless ad hoc networks

The node throughput, which is defined as the total rate received at each node, is evaluated for the interference limited TDMA and TDMA/CDMA wireless ad hoc networks. In the TDMA wireless ad hoc network, there is only one transmission link connected to each node in the same time slot, whereas in the TDMA/CDMA wireless ad hoc network there are multiple transmission links connected to each node in the same time slot. We first derive the node throughput for these two wireless ad hoc networks and then make a comparison of the node throughput between them. The theoretical results and simulation results both reveal that the TDMA wireless ad hoc network outperforms the TDMA/CDMA wireless ad hoc network in the node throughput. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Estimation of quality of service parameters for OFDM–TDMA networks using Markov chains and service curve

This paper presents a model based on Queueing Theory for Orthogonal Frequency‐Division Multiplexing–Time‐Division Multiple Access (OFDM–TDMA) networks. This network model requires a Markovian model to the traffic processes. Thus, we present a Markov Modulated Fluid Model (MMFM) with autocorrelation function fitting for the network traffic, in order to evaluate the performance of the transmission link in OFDM–TDMA systems. That is, we deduce equations for estimating QoS parameters of OFDM–TDMA systems. The obtained results confirm that the proposed network model is efficient in describing the OFDM based link performance. A novel equation is also introduced for estimating the buffer overflow probability in OFDM–TDMA systems using a proposed network service curve. The computational effort is reduced compared to the Queueing Theory based method of overflow probability estimation. Besides, the results show that the estimates are very close to those obtained by simulations.     

基于TDMA的分布式全双工链路调度算法研究

为了解决无线Ad hoc网络在负载较重时网络性能差等问题,提出了一种将TDMA（Time Division Media Access）与CCFD（Co-time Co-frequency Full Duplex）相结合的分布式全双工MAC（Media Access Control）协议.数据传输前节点首先在链路共存准则的基础上进行抑制检查,随后主链路按一定的优先级筛选二级链路并发起调度请求,调度所需的四次握手过程在业务时隙头部完成.本协议在不影响传统TDMA半双工通信的条件下,增加同一时隙中可以共存的链路数,改善网络的吞吐量和时延性能.     

SDN技术在战术MANET中的应用

目前的战术移动自组织网络（Mobile Ad Hoc Network,MANET）在移动性和可达性方面的能力比较好,但是由于其全分布式的控制方式限制了网络容量和扩展性,常规的MANET网络只能用于战术末端的小规模分队,分队间网络互操作能力弱,不适应联合作战的发展趋势。将软件定义网络（Software Defined Network,SDN）技术引入MANET网络,提升了战术网络的灵活性、扩展性和可操作性,但是其在链路、架构、安全等方面面临较大挑战。分析了SDN-MANET网络具体的应用设计问题,根据战术网络特点对控制器部署和设计、控制信号设计、网络健壮性、南向协议改进、混合网络控制五方面问题进行论述,提出了相应的分层次网控器部署、数控信号分离、自主控制机制、混合组网等设计方法,为战术SDN-MANET网络的实现提供了设计参考。     

移动Ad hoc网在战术通信系统中的应用

移动Ad hoc网部署迅速,抗毁性强使其应用在战术通信系统和数据链建设中具有极高的价值。本文主要分析了无线Ad hoc网的基本特点和推动Ad hoc网走向实际军事通信应用面临的挑战,最后分析了描述Ad hoc网特性的各种数学模型的特点和不足。     

High-Speed Optical Time-Division Multiple-Access (OTDMA) Networks Using Optical Signal Processing

In this paper, we design high-speed optical fiber networks based on the time-division multiple-access (TDMA) technique. To achieve an ultrahigh throughput, optical signal processing should be used in the network. We present a feasible scheme to implement optical TDMA networks, with the emphasis on optical clock distribution, synchronization, and optical time demultiplexing. Since the proposed network uses two wavelengths to carry optical TDMA and clock signals respectively, at each TDMA receiver slot synchronization is feasibly achieved by using simple optical delay lines to process the separated optical clock and TDMA signals. This in turn allows us to build a large-scale distribution network which is attractive for future HDTV broadcasting applications. Using the proposed scheme also allows to implement a high-capacity broadcast and select optical TDMA network for real-time data communications.     

战术认知无线电网络架构设计

认知无线电技术具有智能电磁频谱感知、干扰避免和动态频谱接入的能力,因此利用认知无线电技术可以提升战术网络的性能.由于战术作战的复杂性,需要建立适用于战术任务的认知无线电架构.首先分析了战术通信的特点和认知无线电技术在战术网络中的运用,以及目前国外战术认知无线网络的建设情况.结合战术通信网络移动性高、电磁对抗复杂的特点,利用对抗环境下的战术网络结构和模型,提出了分层的战术认知无线电网络结构以及面向作战任务的网络管理方法,形成拓扑结构分层次、管理运行分阶段的网络架构.该网络架构均衡考虑了网络的灵活性和稳定性,适用于动态变化的战术网络,为认知无线电在战术通信中的技术应用和网络设计提供了参考.     

多跳Ad Hoc网络中支持MIMO的分布式拓扑未知时分多址接入协议的研究与分析

针对Ad Hoc网络和MIMO的有效结合,提出了适于多跳Ad Hoc网络的支持MIMO的分布式拓扑未知时分多址接入协议.该协议通过有限域无线网络设计算法在每帧给每个节点分配时隙且无需知道全网拓扑信息,这极大地减小了收集全网拓扑信息的开销.通过预约,每个节点在其分配的无干扰时隙并行发送MIMO链路的所有数据流,并在与其他节点共享的时隙发送MIMO链路的一部份数据流来解决传输冲突.同时推导出保证通过率和最佳帧长.结果显示动态分配MIMO的传输容量和抗干扰能力会极大地提高通过率.