战术Ad Hoc网络中的QoS路由协议设计与仿真

基于TDMA的战术Ad Hoc网络,提出一种分布式的资源预约机制,其中收/发节点采 用协商的方式预约时隙,邻居节点通过侦听方式获得时隙被预约的信息,然后依托该机制提 出一种QoS路由协议,该协议能够在网络节点之间选择一条满足QoS要求且相对短的路径进行 预约时隙,同时对于网络拓扑变化引起的链路故障也能局部修复。仿真表明该协议具有开销 小和可靠性高等特点,能够提高战术Ad Hoc网络的QoS保障能力。     

采用TDMA和CSMA混合MAC协议的时隙调整算法

由于车联网(VANET)拓扑动态变化,车辆高速移动以及不同服务质量要求,制定媒体接入控制(MAC)协议面临巨大挑战。在控制信道间隔内采用基于TDMA和CSMA的混合接入协议是最有效的MAC协议之一。基于TDMA和CSMA的混合MAC协议(T-C-MAC)能够依据车辆环境调整TDMA帧长度,并能有效地传输非安全消息。为了提高T-C-MAC协议的性能,提出了一种基于三跳邻居信息的时隙调整(THSA) 算法。通过有效地调整车辆传输时隙,基于THSA的MAC（THSA-MAC）协议能够有效地实施广播服务,提高了安全消息传输率。实验数据表明,THSA-MAC有效地提高了安全消息传递率。     

基于分布式时隙调度协议的战术互联网媒体访问控制技术

在分析现有移动无线网络TDMA时隙调度问题的基础上,根据战术互联网骨干网拓扑与业务需求,结合跳频电台的特点,提出了一种新的动态分布式TDMA时隙调度协议(DTSP),能够适应不同业务需求,支持单播、广播和组播.DTSP协议以无冲突的预留提高系统吞吐量,以渐增方式适应动态拓扑变化,动态调整的开销较小.最后,以DTSP时隙单播预留协议为例,进行了详细分析和复杂度计算.     

一种新的自组网区域路由多径算法

能量消耗是移动自组网（MANET）路由协议研究中的一介热点所在。区域路由协议作为混合式寻路机制，为移动自组网提供了一种灵活的路由选择方式。在其路由发现的过程中，存在着多径问题，合理地利用这些路径进行路由转发，可以降低节点间功耗的偏差，使得整介网络能量消耗比较均匀。仿真表明，区域内路由部分中，该算法可较大地延长网络生存周期，而区域间路由部分所受影响则较小。     

一种中继卫星系统多址应用设想

通过中继卫星系统中码分多址（Code Division Multiple Access,CDMA）/ 时分多址（Time Division Multiple Access,TDMA）能力、实现复杂度、容量等方面的分析,结合中继卫星系统传输数据在固定站点接入的特点,设想了一种前向采用同步CDMA、返向采用TDMA的混合多址应用方式。该方式充分利用了CDMA和TDMA方式的优点,巧妙地利用前向通道实现了TDMA的时隙同步,解决了CDMA方式下存在的多址干扰、远近效应、用户数扩展受限以及TDMA方式下的复杂时隙同步等问题,且应用灵活,实现简单,多用户数扩展性好,在工程应用上具有一定的参考意义。     

基于博弈论的无线自组网动态接入激励机制

无线自组网节点的能量有限导致网内节点往往拒绝承担新节点入网所带来的认证负荷。为激励无线自组网节点参与新节点的入网认证，引入博弈论的公共物品供给博弈理论和维克里-克拉克-格罗夫斯（VCG）机制理论，构建了无线自组网的动态接入激励机制。提出了认证节点选举办法，给出了新节点认证付酬和认证节点收益函数，分析了认证能量消耗。理论证明了激励机制具有策略防伪、个体理性和预算平衡3个特性。实例分析了不同参数设置情况下网内节点就新节点接入认证、个体与集体的合作博弈过程，结果表明该机制能有效地激励节点，为了自身的最大利益积极选择参与新节点的入网认证。     

一种TDMA信号用户盲分离方法

时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）信号用户分离作为TDMA信号第三方侦收的重要环节，是后续用户内涵信息解译组报、目标测向定位的前提条件。在未知网台规格情况下，无法通过解译用户ID或网控信令的方式对多用户进行分离。基于TDMA信号物理层特征，提出了一种基于DBSCAN（Ddensity-based Spatial Clustering of Applications with Noise）聚类算法的TDMA信号用户盲分离方法。通过对TDMA信号的时频域特征进行提取和聚类，实现对多用户突发时隙进行分离，并利用仿真数据和实际网台数据进行了算法验证。该算法具有良好的抗噪声性能和较高的正确分选率。     

采用预测算法的卫星CFDAMA MAC协议时延性能分析

提出了地面站采用预测预约算法的混合式按需／自由分配-预测预约（CFDAMA-PR）卫星媒体接入控制协议。CFDAMA-PR协议可采用预定预约时隙或轮询预约时隙发送预约请求。在文中，通过计算机仿真对预定时隙预约CFDAMA-PR、CFDAMA-PA与基本DAMA协议进行性能比较，同时还对轮询预约CFDAMA-PR和CFDAMA-RR协议进行了仿真性能比较，仿真中采用IFP突发信源，仿真结果说明CFDAMA-PR协议采用预测预约算法，实现了更好的时延／吞吐量性能。     

一种高能效低时延的LLN路由修复算法

由于低功耗有损网络(LLN)中无线链路的不稳定性和有损性,外部环境的干扰极易导致网络出现故障,从而严重影响网络性能,而LLN网络中现有路由修复算法存在控制开销冗余和修复时延较大等问题。为此,提出了一种高能效低时延的LLN路由修复算法(EELDR-RPL)。该算法通过采用“零额外控制开销通告链路故障及邻居节点信息”机制,使得链路故障节点的子节点能够及时获知链路故障以及链路故障节点的邻居情况;通过采用“自适应调整节点网络深度值”机制,使得链路故障节点能够快速地重新接入网络;通过采用“链路故障节点子节点自适应切换”机制,能够达到优化网络拓扑的目的。仿真结果表明,与现有路由修复算法相比,EELDR-RPL算法能够有效地降低路由修复时延和减少控制开销。     

行星表面有人探索高速无线网络体系架构及关键技术

针对行星表面有人探索任务对高速无线通信的需求，提出了一种基于异构组网思想的网络体系架构，并对关键技术进行了分析和设计。该架构采用“三网两体制”的设计思路，将整个网络分为高速传输网、多媒体接入网、覆盖扩展网三个组成部分，三层网络分别完成高速骨干传输、多节点多业务接入、覆盖范围灵活改变的功能。根据三个网络不同的节点处理能力和传输需要，设计了高速传输体制、灵活接入体制两种传输体制，及基于无线多跳的覆盖扩展技术、多子网通信切换技术、多体制融合技术等关键技术。该网络架构具有裁剪灵活、协议开销小、支持业务类型多等特点。     

Ad hoc网络中基于多波束天线的集中式低时延调度算法

UxDMA算法是一种高效的集中式算法，是用于时分多址、频分多址和码分多址信道分配的统一算法。在UxDMA的基础上，利用多波束天线的多波束形成能力，针对低时延定向ad hoc网络提出了一种集中式调度算法——CLSM(Centralized Low-delay Scheduling Algorithm Based on Multi-beam Antennas)。CLSM通过不同时延等级限制的报文来比较着色后发送链路的优先级，优先选择高优先级链路传输。通过仿真验证了CLSM的性能：与UxDMA相比，该算法在多时延限制的发送端调度中表现出了更好的吞吐量和时延性能。     

无线传感器网络能量高效混合MAC算法

针对无线传感器网络MAC协议中存在的能耗问题,提出了能量高 效的无线传感器网络混合MAC（EEH-MAC）算法,采用基于TDMA机制的时槽系数动态调整簇内 节点的时槽大小来降低数据的传输时延;同时,对部分不需要数据传输的节点不分配时槽来 减少能耗;按簇内节点剩余能量系数形成时槽分配顺序来减少状态转换的能耗;在簇头之间 采用CSMA/CA机制的随机分配策略进行通信。仿真结果表明,EEH-MAC协议能有效减少能耗并 延长网络生命周期。     

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。     

一种基于CDMA/TDMA混合多址的GSM与CDMA扩容方法

提出了一种基于CDMA/TDMA混合多址的GSM与CDMA扩容方法。在发送端,通过扩频码对GSM信号进行直接序列扩频,使其多址方式由TDMA变换为CDMA/TDMA,然后与CDMA信号在空间同频传输,这样就可以解决两个系统在Um接口的兼容问题;在接收端,使用相同的扩频码对CDMA/TDMA信号进行解扩,使其多址方式由CDMA/TDMA还原为TDMA,由此可以将GSM与CDMA两种信号进行分离。文章提出了用互补码集作为多址接入码,并给出了一个时隙内GSM用户被扩频调制的具体过程。理论分析和仿真结果表明,该方法可使系统总容量扩大2倍。     

移动自组织网络中基于QoE的跨层多波束信道接入机制

引入数字多波束技术可以使移动自组织网络的信道容量得到有效提升，然而，时间、频率、空间、用户、功率等多维度资源域的统一调度与跨层联合优化使得信道接入机制的分析与设计变得更加复杂。为此，结合多波束的特性，将波束宽度限制、收发限制、通道限制、功率限制等多种约束条件抽象图论问题，并建立分析模型。基于分析模型，进一步提出了MB-MAC（Multi-beam Medium Access Control）信道接入机制，结合物理层的预编码技术，建立定向链路的队列模型，度量用户的满意度(Quality of Experience,QoE)，设计了适用于自组织网络中多用户并发并收的信道接入机制，兼顾了网络容量和用户满意度。仿真结果表明，MB-MAC机制能在保证各个用户满意度的情况下，有效提升网络吞吐率。     

一种用于水声传感网的MAC层协议

针对分簇的水声传感网,提出了一种基于时分多址（TDMA）的MAC层协议——Cluster-TDMA。该协议主要由规划阶段和传输阶段组成。规划阶段,首先由网关节点规划能造成簇间干扰的子节点的传输,其次由各簇头节点分别规划本簇内其他子节点的传输;传输阶段,子节点根据规划表周期性地向簇头节点发送数据,这些数据最终汇聚到网关节点。该协议简单有效地解决了引起簇间干扰子结点的传输规划问题。C++仿真实验表明,该协议具有良好的吞吐率和能量效率性能。     

TDMA+TDD系统中高速无线数据传输的实现

针对浮空平台搭载的载荷重量、体积、功耗受限的问题,提出了一种时分多址结合时分双工的通信模式。使用该通信模式,网内所有节点均工作于一个频率之上,只需配备一套收发通道,解决了浮空平台载荷受限的问题。在此基础上,通过软硬件设计,实现了该通信系统的信号收发流程、帧协议和参数设置,并构造出一套完整的通信系统。仿真实验和实测结果表明,利用该方案构造出的通信系统较传统的频分多址通信方式在体积、重量、成本等方面均有优势,更适用于浮空平台的远距离、高码率传输。