战术数据链系统自适应轮询MAC协议

基于战术数据链的应用背景,针对传统轮询协议信道利用率低以及无法满足紧急情况下的实时通信需求等不足,提出了一种自适应轮询MAC协议(APMP)。通过基于贝叶斯估计的轮询调度算法,APMP能够自适应地以高选择指数选择具有较多高优先级报文的节点进行轮询,进而提高信道利用率和提供业务区分服务。同时,APMP还能适应网络拓扑结构的动态变化,较好地解决了节点超出网控站覆盖范围而造成的空轮询问题。仿真表明,相比较于现有典型战术数据链集中式轮询协议,APMP可以更加有效地利用无线信道资源,具有较好的性能表现。     

嵌入式系统中低速组网协议的研究与设计

针对应用于嵌入式系统的低速无线网络,开发出一种工作于MAC层的基于信道切换的冲突避免协议。为基于嵌入式系统的某型手持式信息支持设备提供了点对点与点对多点的无线链路协议。围绕嵌入式系统与低速网络提供的单一信道半双工通信这一特殊环境,在碰撞避免、死锁解除、功率控制等方面做了针对性设计,并提出了相应的扩容方案。仿真及实验表明,该协议能够用较少的开销满足高突发性网络通信的需求。     

适用于弹载网络数据链的规模可扩展时分多址接入协议

对远程空空导弹网络运行模式进行了分析,在此基础上提出了一种适用于弹载网络数据链的规模可扩展时分多址接入协议.该协议通过载机与导弹间控制帧的交互,实现导弹无冲突地接入信道,达到他机协同制导的目的,并且能为多种优先级业务提供QoS保证.QualNet网络仿真环境下的仿真试验证明了该协议的有效性.     

网络化弹药的临时集中控制轮询时分多址协议

基于时分多址的介质接入控制协议是武器装备实现网络化的常见方式。针对传统时分多址协议难以满足网络化弹药通信灵活性和低功耗的要求,设计实现了一种临时集中控制,优化调度的轮询时分多址协议。通过集中控制的方式避免了多节点时间同步的复杂算法,通过实时地信息采集自适应地控制时间帧长度。实验结果表明,该协议代码量和通信开销小,在多变的通信需求下具有较好的灵活性,网络拓扑具有较好的扩展性,并符合网络化弹药低功耗的要求。     

分布式多信道媒体访问控制协议在无线传感器网络中的应用研究

为了能够实时检测输油管道的运行状态,降低无线传感器网络（WSN）节点间的干扰,提高网络的吞吐量。提出了适用于节点链型分布的2种多信道WSN模型,讨论了单路径和双路径2种网络模型的信道分配方法和吞吐量,并且提出了相应的分布式MAC协议。根据机场输油管道的现场实验表明,单路径多信道WSN能够在降低能耗的情况下提高网络的吞吐量,双路径多信道WSN虽然需要较高的能耗,但具有一定的容错能力,而且网络吞吐量有很大提高。     

对流层散射信道下Ad Hoc网络路由防断裂技术

现有Ad Hoc网络路由防断裂研究多采用在理想信道下将单一接收端功率作为路由监测的依据。为了增强反导作战组网性能,引入通信距离远、抗干扰能力强的对流层散射信道,研究该信道及设备的特性对Ad Hoc网络路由的整体影响;提出了散射信道路由状态监控模型,力图在路由断裂之前迅速定位"虚弱态"路由的末端节点;根据RE-AODV的优化协议,发起反向路由搜索以修复受损路由。结果显示,改进的散射信道路由修复协议RE-AODV使平均端到端时延最大降低17.1%,减小控制报文开销最大21.8%,同时能在高速状态下保持过70%的分组投递率,能较好地防止高速移动节点的路由断裂。     

AODV路由协议负载均衡的改进

鉴于Adhoc网络在军事和民用上已得到广泛应用,而AODV是一种比较优秀的Adhoc路由协议,但是随着网络负荷的增大,其网络性能下降很快,提出一种根据节点的负载情况,均衡AODV协议的负载的改进方法．仿真试验表明,改进后的协议性能更加稳定,可扩展性更好．     

基于路径权值的多信道负载均衡路由算法

针对水文监测系统无线Mesh网络中传输数据流量大、路由节点固定的特点,提出基于路径权值的多信道负载均衡路由算法,通过对每条链路容量进行预测,以Dijkstra准则选择最优路径,达到对负载流量均衡分配、提高网络吞吐量的目的。OPNET仿真结果表明:新算法使信道资源得到充分利用,比AODV算法网络吞吐量提高了3倍,具有更小的传输延迟。     

基于节点位置和移动性的分群算法

移动自组织网络通常采用共享无线信道的方式工作,必定会出现过多的节点争夺有限无线信道的情况,这将会使节点之间发生碰撞的概率增加,针对该问题,提出了网络分群的算法,以降低发生碰撞的概率,提高信道的利用率和网络的吞吐率。     

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。     

射频识别系统冲突问题及解决方法

针对射频识别系统存在的冲突问题,给出了两类冲突的模型:多阅读器同时工作造成的冲突和多个标签同时应答造成的冲突,分析了造成冲突的原因,以及信道分割、时隙动态调整、二进制搜索等冲突解决方法,提出了功率梯度解决方法,该方法解决了隐藏节点的难题.     

射频识别系统冲突问题及解决方法

针对射频识别系统存在的冲突问题，给出了两类冲突的模型：多阅读器同时工作造成的冲突和多个标签同时应答造成的冲突，分析了造成冲突的原因，以及信道分割、时隙动态调整、二进制搜索等冲突解决方法，提出了功率梯度解决方法，该方法解决了隐藏节点的难题．     

SCI/RT协议仲裁传输的一种仲裁方法

通过分析SCI/RTTRAIN协议的仲裁传输算法,发现环路处于重负载情况时,环路的列车传输空间有浪费的情况存在,且数据传输会出现优先级倒置的情况。在环路存在热点(hotspot)节点时,列车空间浪费情况依赖于阻塞节点在环路的位置。本文提出基于广播节点输入队列信息的仲裁传输新方法,通过按需广播热点节点的输入队列状态,减少数据传输请求被拒绝概率,从而提高环路传输的效率。通过使用OPNET软件仿真对比,得到该方法在环路处于小负载时不带来明显开销;在重负载时,减小传输延迟,提高环路流量的结果。     

基于表驱动的路由协议设计与FPGA实现

针对ad hoc网络的拓扑可变性,设计了一种基于表驱动的网络路由协议。该路由协议中的每个节点维护一个拓扑集和一张到其他节点的路由表,当网络的拓扑结构变化时,各节点实时更新网络的拓扑项和路由表。同时在FPGA上实现了一种基于有限状态机（FSM）的路由表管理。经验证,该路由协议可以快速响应拓扑的变化,路由时延低,硬件资源占用少且功耗小。     

基于IPLink-2164构建机器人群通信网络

在群内机器人个体之间，需不断自主地交互地理位置、航向、以及指令等一系列信息，以协同完成相关任务。组建一个机器人群构成的无线自主通信网络，利用IP—LINK模块实现整个网络的组建，节点间采用时分多址方式轮流在通信信道内发送数据。IP-LINK模块特性决定模块向单个节点发送数据时需要返回数据帧，而广播方式发送时各个接收节点都不返回数据帧，避免信道在广播过程中发生堵塞现象。     

一种基于簇首协调的时分多址路由协议

针对现有无线移动网络中采用竞争广播交互路由、控制信息,造成路由控制信息碰撞丢包的问题,提出了一种基于簇首协调的时分多址路由协议。该协议复合设计多址接入协议与路由协议,通过保障路由、控制信息的可靠传输,降低了传输延时,提高了数据传输效率。提出了一种基于超帧结构的多址接入协议,在超帧的控制信息交互阶段以时分多址的方式交互路由、控制信息,在数据信息交互阶段,以载波侦听碰撞避免的方式交互用户数据信息。为了控制节点之间的路由控制信息交互开销,簇首节点只为成功入网的节点分配时隙,并保证入网节点稳定地占有该时隙。成员节点通过交互两跳邻节点信息建立不超过3跳的簇内路由表,簇首节点通过控制信息交互获取全簇路由信息。仿真结果表明,在群组移动模式下,与AODV、OLSR等现有路由协议相比,所提出的协议在平均时延方面降低了23%,在传输效率方面提升了30%.     

基于现场可编程门阵列战术数据链中优先级轮询接入控制协议的研究

基于战术数据链在现代信息化战争中的应用背景,针对传统轮询协议存在的功能单一和不能满足实际应用中优先传输控制的问题,提出了一种具有优先级的轮询接入控制协议（PPACP）。该协议可以根据系统中站点的优先级别,设定优先级别最高的站点为网控站,其余站点为从属站。仿真结果表明,PPACP能够改善传统轮询协议存在不足,较好地适应战术数据链中对于最为紧急的作战报文的优先传输要求。利用现场可编程门阵列对PPACP进行设计,通过仿真测试,验证了该设计的正确性。     

基于速度自适应的无线网络编码协议设计

传统网络编码方案使用固定的传输速率,没有考虑传输速率自适应对网络性能的影响,使得无线网络的性能不能进一步提升。文中提出一种基于传输速率自适应的网络编码协议,使得网络中的节点可以根据数据传输特性和无线链路质量作出路由决策,充分利用网络中空闲节点的传输能力,有效降低了节点间的通信开销,减少了重复数据包发送的概率。仿真结果表明,优化后的路由协议能够有效提升网络的吞吐量同时降低包的端到端时延。     

支持混合业务传输的蜂群无人机自组网多路访问控制协议

针对蜂群无人机自组网多优先级业务并行传输,以及高优先级业务低时延、高可靠的服务质量(QoS)需求,提出一种支持混合业务传输的多路访问控制(MAC)协议。该协议针对混合业务的QoS需求,对最高优先级业务采用多信道随机接入策略,其余优先级采用多信道忙闲接入策略,根据阈值和信道占用度对未超时分组的接入权限实时控制,并通过基于信道忙闲感知的多优先级退避机制,为各优先级业务提供了QoS保障能力。进一步综合运用排队理论、Markov建模、离散Laplace变换推导出了系统各项性能的数学表达式和各优先级业务信道接入阈值。仿真结果表明,该协议在重负载下能够有效保障高优先级业务低时延(<2 ms)、高可靠(>99%)的QoS需求及稳定的系统容量(>10 Mbit/s),性能优于区分优先级自适应抖动的多信道MAC协议和基于传输时隙分配和即时访问的混合MAC协议。     

基于簇中建链路由方法的无线传感器网络数据传输模型

在对常见网络路由缺点进行介绍的基础上,结合被动式网络的工作特点,提出了一种新的簇中建链路由方法。在簇中节点被唤醒后,簇首将这些节点组链,并根据各节点剩余能量的多少选择链首,链首作为簇首在簇中的代理节点,收集并融合数据后发送给簇首。实验表明,该方法降低了节点的传输能耗,消除了数据冲突并使得节点间的能耗更均衡,延长了网络寿命。