卫星网络路由技术现状及展望

与地面固定通信网络不同,卫星网络的节点高度动态性、有限的星上处理能力和网络拓扑周期性变化的特点给卫星互联网的路由协议与算法设计带来了新的挑战。该文系统梳理了学术界针对卫星网络所提出的路由技术,提出了卫星路由技术未来的发展方向。首先介绍了卫星网络架构和目前在卫星通信系统上应用的主要路由协议,并且简要介绍了卫星光通信网络的路由问题;其次,根据卫星节点的管理方式以及路由表生成方式将路由算法分类为集中式卫星路由、分布式卫星路由以及混合式卫星路由,详细介绍了各类卫星路由方法的代表性成果并总结其优化目标和适用场景;接着,总结了不同卫星网络场景和网络需求下如何选择合适的卫星路由算法;最后,阐述目前卫星路由技术面临的挑战以及未来的发展趋势,并在附录中介绍了当前主流的卫星网络仿真平台。     

混合型分簇MAC协议在无线传感器网络中的实现

针对当前MAC协议的研究大多停留在软件仿真阶段的问题,设计一种适用于两层无线传感器网络的混合型MAC协议,并利用节点实现硬件仿真。簇内采用门限服务方式,各节点接到唤醒通知后,依据簇头发布的轮询列表,按照顺序发送数据,实现无冲突通信。簇间采用随机多址接入,各簇头随机争用信道,向汇聚节点发送数据。基于Z-Stack进行协议设计,最后利用CC2530节点搭建无线传感器网络,实现该协议。实验结果表明,使用该协议的系统能够正确运行,吞吐量和平均时延、平均排队队长的实验值与理论值一致。     

卫星物联网混合随机接入技术

在卫星物联网(IoT)场景中,随着终端数量不断增加,频谱资源日益紧张。传统的随机接入技术频谱利用率较低,使得传统随机接入协议不适用于未来卫星IoT的高并发业务需求。同时,卫星通信链路长,开放性强,难以保证特种终端信号的安全性。对此,本文提出一种适用于卫星IoT的混合随机接入方案。该方案引入重叠传输的容量提升与安全性优势,利用扩频码对瞬时功率谱密度的控制能力,构造功率域非正交接入条件,并通过接收端的迭代分离实现稳健接收。对本文所提方案的吞吐量性能进行闭式解推导分析与计算机仿真,结果表明,与传统的随机接入协议相比,所提方案可提高系统吞吐量。同时,相较于常用信号隐藏方法,所提方法利用常规接入数据包的功率优势,强化了波形隐藏效果,提升了特种信息接入的安全性。     

跨层设计下的单跳WSN能量有效MAC协议

WSN（无线传感网）的MAC协议对于能量有效性有一定要求,现有的MAC协议多数以仅在必要时开启射频的方式实现。这一方式主要目标是解决数据汇聚的问题,即在唤醒状态的数据收发．但同时忽略了时延等其它重要的网络性能。文章将基于TinyOS和MLA（MAC层次结构）实现一种异步冲突避免的单跳MAC（媒体接入控制）协议,网络采用星形拓扑．汇聚节点无能耗限制。这一MAC协议将端节点能耗视为主要性能指标,同时以复合方式收集数据,接收汇聚节点查询,并尽可能降低查询结果发送时延。     

基于协议序列的车辆自组织网络信道接入控制算法

 针对如何提高车辆自组织网络无线信道资源利用率问题,提出了一种分布式车辆间通信信道接入控制算法,该算法具体表示为利用中国余数定理设计一种用户保障协议序列,车辆节点(亦称用户)依据该协议序列决定其对通信信道的接入,无需基站或中心节点的协调,所设计的协议序列确保每个车辆节点在一个序列周期内至少成功发送一次数据.仿真结果表明,采用本文提出的协议序列控制算法比无反馈时隙ALOHA接入控制算法具有更小的传输时延,能够满足车辆自组织网络通信实时性的要求.     

物联网分组数据传输协议研究

在对现有物联网分组数据传输协议分析的基础上,比较了物联网分组数据内网传输协议中的微型区内传输协议和近距离传感区传输协议,提出了接入层传输协议结构模型和接入层传输信道的使用方法及内层传输协议的数据格式。所得结果为物联网接入层传输协议的进一步研究提供了参考。     

物联网技术与应用研究

 在解析物联网两层基本涵义的基础上,提出了包括底层网络分布、汇聚网关接入、互联网络融合、终端用户应用四部分的物联网系统架构;设计了由网络通信协议、网络控制平台、应用终端平台组成的面向物联网的网络协议体系,并从硬件和软件两个层面讨论了实现物联网的关键技术;在分析当前物联网标准、技术、安全以及应用方面存在问题的基础上提出了未来物联网发展的六个重要理念.     

一种适用于VSAT数据网带控制的时隙ALOHA接入协议

给出一种带控制的时隙接入ALOH协议,适用于VSAT数据网。本文构造并分析了该协议模型,提出动态帧长算法以解决多址接入信道稳定性问题,最后给出针对所给协议进行的计算机模拟结果。     

物联网广泛协议适配接口系统设计与研究

针对目前物联网发展过程中终端协议繁多、不统一且复杂等问题,本论文采用了NIO、NoSQL、XML和JavaEE等技术,对物联网广泛协议通用适配进行了研究与实现。主要研究成果有：(1)统一协议、通用适配,兼容多数主流的物联网终端协议,并提供接口可扩展;(2)快速接入终端,减少开发成本和时间;(3)高并发和高效能处理大量的数据交互。以上结果阐明了物联网广泛协议通用适配的重要意义,为物联网上层应用提供了简单、快速、高效的基础平台。     

飞行自组网路由协议的仿真与分析

飞行自组网是移动自组网的一个新的研究方向,它将移动自组网的思想拓展到空天领域。但由于节点的高动态性和拓扑结构快速变化等特点,飞行自组网对路由协议提出更多挑战,传统移动自组网路由协议的适用性有待验证。文章利用OMNe T++仿真工具,针对飞行器组网的特定场景,对多种路由协议进行仿真,分析对比了各协议性能,探讨了无人机自组网路由协议的优选问题。实验结果表明OLSR_ETX协议综合性能优于其他几类协议,更适用于飞行自组网场景,但它在节点需要动态入网时表现不佳,还需要进一步的优化。