应用于航空Ad Hoc网络的高负载优先级均衡MAC协议

针对航空Ad Hoc网络在高负载下的低时延信道接入问题,提出一种优先级与公平性协作的多信道MAC协议(PBLL/HL)。在多信道检测统计基础上加以改进,结合优先级机制,在高负载网络中适时截流低优先级业务,优化网络流量,保证高优先级业务低时延发送;设计公平性优先级阈值与冲突退避窗口算法(PCA),减小低优先级业务接入时延。仿真结果表明,PBLL/HL能够在高负载网络有效控制信道接入,维持良好的网络流量,降低网络平均接入时延（低优先级业务时延过载时降低10%以上）,稳定高负载网络吞吐量（最大吞吐量88.1%,过载时吞吐量下滑平缓）,解决了航空数据链高业务量带来的高时延和网络拥塞。     

定向自组网中基于报文多时延等级的发送端调度算法

面向接收机冲突的多址接入（ROMA）是一种高效的适用于多波束自适应阵列天线的调度协议，但它无法保证具有不同时延要求的报文传输的服务质量。针对此问题，在原始ROMA的基础上提出了一种多时延限制的调度算法（MDRS）。通过在调度接入过程中插入子时隙，比较发送端报文时延信息，调度发送节点的传输顺序，使得时延限制更严格的报文优先发送，从而提高了不同时延等级的报文的传输成功率。最后，通过仿真验证了MDRS的性能：与原始ROMA相比，所提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传输成功率。     

分组码分多址接入协议研究

本文提出一种用于语音／数据综合业务个人通信网的多址接入协议。该协议基于码分多址技术，分组预约方式，并采用了信道资源动态分配技术。其吞吐量，接入时延，呼损率等性能指标都得到了一定的提高。本文对协议性能进行了分析，并提出了计算机模拟认真的方法。     

一种竞争型的临近空间通信网多址接入协议仿真

为实现移动终端对临近空间物理链路资源的有效共享,提出将基于竞争机制的载波 侦听型多址接入协议（CSMA）应用到临近空间通信网中,并采用理论推导和OPNET建模仿真 的方法对其吞吐量和时延性能进行了分析。仿真结果表明,在常规的用户数量下,CSMA协议 能够保证较大的吞吐量和较低的端到端时延,可以很好地应用于临近空间通信网。     

基于排队论的战术通信混合接入方法

战术通信是为保障战斗指挥和战斗行动而建立的通信,在其协议设计时要更多考虑时延和可靠性因素。考虑到时分多址（Time Division Multiple Access,TDMA）组网协议是战术通信系统使用最广泛的协议,采用排队论的方法研究了TDMA协议对报文传输时延的影响,并提出一种TDMA和码分多址混合组网方法,在不降低网络吞吐量的前提下,大幅缩短数据包排队传输时延,〖JP2〗尤其在负载较高的场景优势更加明显。通过仿真结果和解析结果的比较,所提方法的排队时延分析可近似为不均衡队列的排队问题,因此从理论上能够证明所提方法能够减少排队时间。不同参数下的仿真结果表明,所提方法在排队时延和网络吞吐量等网络性能上较原TDMA方案有明显提升,验证了其有效性。     

TD-LTE各种上下行配置的性能比较

TD-LTE是我国拥有核心自主知识产权的下一 代无线通信技术标准,共有7种不同的上下行配置,以灵活支持不同的上下行业务需求。通 过研究不同上下行配置对应的各种时序,得出不同上下行配置对上下行时延的影响。通过分 析在不同上下行配置下信道质量反馈、上行探测信号、混合自适应重传等技术的配置,研究 了不同上下行配置对上下行吞吐量及频谱效率的影响。同时利用系统仿真验证了以上分析结 果,给出了不同上下行配置性能下时延、吞吐量、频谱效率性能。研究结果为不同业务和组 网要求下 上下行配置的选择提供了参考依据。     

RPR三种优先级业务的时延吞吐量性能分析

弹性分组环(ResilientPacketRing,RPR)是IEEE802.17正在进行标准化主要用于城域网的新型MAC层协议,也是宽带IP光城域网技术的重要发展方向。RPR在结构上从属寄存器插入环,其时延性能为业界所关注。本文根据RPR包含3个传输缓存的完整模型,利用排队论,对两种转发缓存结构下RPR3种优先级业务的排队时延吞吐量性能进行深入分析并比较,得到最大吞吐量和节点数目的关系、单转发缓存和双转发缓存结构下RPR的3种优先级业务的排队时延吞吐量性能及其对比、排队时延和节点数目的关系等一系列极具参考价值的结果。     

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。     

一种基于无线电环境地图的路由优化机制

设计认知无线网络路由算法时,需要兼顾主用户保护与路由性能两个方面。为了提高认知无线网络中次用户之间路由的端到端性能,提出了基于无线电环境地图的路由优化机制,该机制中无线电环境地图能够为次用户提供主用户保护有关的无线电环境数据。首先,无线电环境地图根据次用户的数据请求将各授权频段的可用概率与功率控制相关信息反馈到该次用户;其次,次用户可以计算出与上一跳次用户之间的链路稳定性以及传输时延;最后,目的次用户通过计算每条路由的端到端吞吐量的期望值,然后选取期望值最大的一条路由。仿真结果表明,该路由机制在平均分组投递率、平均端到端吞吐量、平均端到端时延方面均优于对比路由算法。     

低轨卫星接入系统中基于位置信息的时隙分配协议

针对浮标卫星通信系统中卫星覆盖范围广、接入链路传播时延差异大的场景结构引起的统一延迟分配协议中端到端时延长、吞吐率低的问题,提出了一种基于位置信息的时隙分配协议。协议中卫星通过获取浮标位置信息来控制时隙分配的起点,实现时隙离散分配,增大可用传输时隙长度,同时降低传输时延。OPNET 仿真结果表明所提出的时隙分配协议可以显著提高单信道传输模式下的网络吞吐量,并有效降低单信道与双信道模式下浮标卫星通信系统接入时的端到端时延。     

延迟容忍网络自适应差错控制方法

根据延迟容忍网络的时延较大、误码率较高等特点,在现有的传输控制层和MAC层差错控制 的基础上改进,结合IEEE 802.11 DCF机制的特点,提出一种基于MAC层丢包率的自适应差错 控 制方案。该方案能有效改善延迟容忍网络的传输时延,满足对时延要求比较敏感的业务的要 求 。     

一种低迭代次数的极化码置信传播译码算法

针对置信传播（Belief Propagation,BP）译码算法在迭代次数较多时吞吐量和译码时延性能提升受限的问题,提出了一种低迭代次数的极化码BP译码算法,通过采用比特翻转和子信道冻结的方式,降低译码过程中的迭代次数。仿真结果表明,相对于传统极化码BP译码算法（设置最大迭代次数为40次）,所提算法在信噪比为3 dB时可将平均迭代次数减少约53%,处理单元平均计算次数减少约68%。该算法所带来的低时延和低功耗效益可运用在对功耗要求较高的大规模机器类型通信,以及对时延要求较高的超可靠低延迟通信等5G场景下的极化码译码中。     

基于5G的警务集群系统

通过分析集群通信系统沿专网与公网方向发展演进的技术趋势，结合公安调度需求研究了基于5G切片的警务集群系统体系结构，包括应用层、服务层、传输层、终端层、标准及管理体系和安全保障体系。在网络组网架构方面，通过超高可靠低时延通信(Ultra-reliable and Low Latency Communications，uRLLC)切片传输控制信号，增强型移动宽带(Enhanced Mobile Broadband，eMBB)切片传输业务内容，并提出集群业务软件中通信调度业务逻辑、综合业务适配和维护管理软件的模块组成，对其应用的协同算法、时延保证、安全可靠性和可扩展性等关键技术问题给出建议。基于多智能体控制模型提出多接入边缘计算(Multiple Access Edge Computing，MEC)服务器之间状态同步协调算法，为警务集群系统在5G技术体制下的进一步发展提供了基础。     

一种多信道的分簇式短波令牌协议

传统的短波令牌协议（HFTP）调度方式单一,在没有数据传送时,信道资源会被各节点间的令牌传递所占用,且令牌在通信质量较差时易丢失。基于此,提出一种多信道的分簇式短波令牌协议（CHFTP）,通过以通信质量评估为标准的分簇算法和基于预约的动态令牌调度,减小了令牌丢失的概率和令牌传递、处理的开销,并给出了仿真分析。仿真结果表明,该协议的端到端平均时延和网络吞吐量明显优于短波令牌协议,CHFTP的平均时延最多可减少75%,网络吞吐量最多可增加66.7%,适合在短波通信网络中使用。     

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。     

一种基于纠缠交换的远程量子链路建立策略

提出一种以纠缠交换作为核心技术的远程量子链路建立策略,建立了基于链路状态矩阵的量子链路模型并分析了纠缠交换的实现和矩阵表示。提出了链路协议栈以及端到端的建立策略,分析了矩阵控制下的纠缠交换和纠缠纯化流程,计算得出了在基于自动重传请求(ARQ)协议经典信息辅助下的链路时延和吞吐量与节点数、误帧率、平均距离、操作成功率之间的定量关系。仿真结果表明：处于同一状态区间内的链路性能随节点数呈现出较为一致和平缓的变化;不同区间内的链路性能差异较为显著,在节点平均距离为1 km、经典信息误帧率为0、纠缠保真度为0.98的情况下,当节点数分别为32、33和34时,链路时延分别为1.0770 ms、1.0903 ms和1.6690 ms,链路吞吐量分别为0.9285 kb/s、0.9172 kb/s和0.5992 kb/s。     

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.     

多用户远程语音交互终端接入设备设计与实现

基于低空飞行航空管制组网话音通信应用背景,从音频接口、模数/数模转换接口和网络接口3个核心处理模块出发,研究了网络化语音接入设备的硬件关键技术。从C语言级和汇编级两方面对G.729A语音编解码算法进行改进优化,并给出了语音数据的处理流程,以单片TMS320C6455DSP实时实现了语音4路压缩编码和20路解码处理。采用TCP/IP网络协议实现了多路语音网络通信功能,分析了多路语音串扰问题并设计了相应的解决方案。测试表明,基于该技术实现的设备语音处理延迟小于10 ms,满足多用户语音实时传输要求。