基于ITS和OPNET软件联合的短波网络仿真方法

针对OPNET网络仿真软件不能体现短波天波传输特点的问题,分析了短波天波传输信道的特性,给出了天波传输方式下的路径长度和传输损耗的计算方法。介绍了OPNET网络仿真软件和ITS短波信道模拟软件,结合信道计算方法和软件仿真原理,分析了两种软件在短波网络仿真中的契合点,提出了基于两种软件联合的短波网络仿真方法。通过将联合仿真方法在短波网络性能分析中的应用,得到的结果能够体现短波信道特点,说明该联合仿真方法能够为OPNET软件下的短波网络仿真提供较真实的短波信道环境。

一种短波网MAC协议的设计与分析

首先分析了TDMA协议和HFTP协议2种短波MAC协议的原理,结合2种协议的优缺点,针对短波天波通信数据传输可靠性低的特点,在TDMA协议的基础上设计了一种适应于短波信道的TP-TDMA协议。运用排队理论建立了各协议时延的数学模型,通过解析的方法衡量各因素对时延的影响,并以信道误码率、节点数量、业务量大小为变化条件,对时延进行了仿真比较。结果表明:TP-TDMA协议相比TDMA协议和HFTP协议,在短波信道条件下,随着信道误码率、节点数目及业务量的逐渐增加,TP-TDMA协议都表现出更优异的性能。

一种利用信道侦听的动态TDMA协议

针对TDMA网络节点间业务量不均匀时,会造成信道资源严重浪费的情况,提出了一种利用信道侦听的CS-TDMA协议。该协议在TDMA协议的基础上,节点通过接收到各节点的数据包数量估算相应节点的业务量大小。当某节点时隙剩余时,向其统计中业务量最大的一个节点发送ATS信息,通知该节点占用剩余时隙发送数据,直至时隙结束。仿真结果表明,CS-TDMA协议较TDMA协议在传输时延、吞吐量、数据接收率上均有所提高,尤其在节点间业务量大小不均匀时,时延性能提升更加明显。

一种基于令牌的短波网动态TDMA协议设计与仿真

针对短波天波通信数据传输可靠性低的特点,在TDMA(time division multiple address)协议基础上,时隙内部加入令牌机制,设计一种基于令牌的动态TDMA协议(TDMA protocol based on token,TP-TDMA),实现了时隙的动态利用,并克服了HFTP(high frequency token protocol)协议对令牌传递的依赖。提出了令牌发送算法(token send algorithm,TS-ALG)对各节点前一段时间内发送的数据量进行统计,并依据发送的先后顺序加权求和,以此判断节点当前业务量大小。在时隙剩余的情况下,通过TS-ALG算法选定业务较繁忙的节点,以业务繁忙节点地址为目的地址发出令牌,目的节点收到令牌后发送数据至时隙结束。利用OPNET软件建立了TP-TDMA协议仿真模型,并与TDMA协议和HFTP协议作了不同业务量条件下的性能比较。仿真结果证明,TP-TDMA相比TDMA协议和HFTP协议,在信息投递率、吞吐量和平均时延方面具有更优异的性能。