基于SPMA协议的混合式信道负载统计方法

战术瞄准网络技术系统作为美军新一代战术数据链系统,在链路层面以"全双工"通信为基础实现了基于优先级概率统计的多址接入协议SPMA(Statistic Priority-based Multiple Access)。战术数据链的链路层协议或称MAC协议描述了节点接入无线信道的规则,采用合适的MAC协议,能够更合理地分配有限的无线带宽资源,是战术数据链的关键技术之一。本文主要对统计优先级多址接入(SPMA)协议的信道占用状态进行研究,从物理层和网络层两方面对信道占用状态进行统计,然后采用预测技术有效的估计实际的信道占用状态,设计了一种准确的混合式信道负载统计方法,有效地降低了信道冲突,保证了数据发送的实时性和高优先级数据较高的成功传输概率。

无人机自组网中基于优先级和发送概率的低时延MAC协议设计

媒体接入控制(MAC)协议是满足数据传输质量服务需求的一项关键技术,其性能的优劣直接决定了网络的整体运行效率。相较于其他经典MAC协议,基于统计优先级的多址接入(SPMA)协议采用了多优先级接入、信道检测和流量控制等机制,因此它能更好地满足无人机自组网的低时延、区分服务、大规模组网等重要需求。其中,不同优先级阈值是影响该协议性能的关键指标之一,而现有研究中的阈值设置策略会导致无人机自组网吞吐量波动较大的问题。除此之外,在大规模节点组网的情况下,由于特殊的发送机制,该协议面临数据包冲突加剧的问题。针对以上问题,本文提出了一种新的阈值设置方法和低优先级数据概率性接入信道的方法。在大规模节点网络高业务量的情况下,该改进策略根据新的阈值和周期性负载统计的比较结果决定是否延迟或者拒绝相关数据的接入。与此同时,将SPMA协议的多优先级接入机制和排队论基本原理相结合,通过计算设定发送概率对不同低优先级数据进行接入控制。仿真结果表明,所提方法能够使得无人机自组网的吞吐量保持稳定,并为不同类型业务的差异性服务质量(QoS)需求提供良好支持,提高不同优先级数据的首发传输成功率的同时不会带来较大的额外时延损耗,性能优于现有的SPMA协议。

基于TTNT数据链多址接入协议的多机协同任务调度方法

为提高无人机蜂群作战中无人机信息交互、资源共享和任务协同的能力,文章基于TTNT数据链SPMA协议,设计高动态变化拓扑下的分层分簇无人机蜂群模型和与之匹配的层次资源与任务调度模型,并对其消息传输进行优化。通过OMNeT++仿真平台,以TTNT数据链中的数据传输标准对信息端到端时延和网络吞吐量进行不同机间传输距离下的对比仿真实验。其结果表明,该方法满足SPMA协议对于消息传输时延的要求,并且引入SPMA协议后可以有效减少网络数据传输冲突,提高了系统约18%的网络吞吐量,提升了无人机信息交互、资源共享和协同作战的能力,对实际无人机蜂群协同任务调度研究具有可参考性。

一种Ad Hoc网络MAC协议接入阈值的研究

针对Ad Hoc网络MAC协议(SPMA协议)控制信道接入时需要设定阈值的问题,为保证系统吞吐量保持在稳定状态,对SPMA协议的接入阈值问题进行研究。首先,阐述SPMA协议运行机制;其次,根据碰撞原理,得到SPMA协议接入阈值模型;最后,实现阈值对不同优先级业务的信道接入控制。仿真结果表明:在基于SPMA协议的网络场景中,通过对接入阈值的设计可抑制低优先级业务的接入,以保证信道负载保持在稳定水平和高优先级业务的Qo S质量。

基于信道占用及优先级的MAC协议退避算法

针对Ad Hoc网络MAC协议(SPMA协议)的退避时间问题,为降低包与包之间的冲突并提高信道利用率,提出了一种基于信道占用及优先级的自适应退避算法(A-COP算法)。分析了退避时间对系统性能的影响以及现有退避算法的不足;根据SPMA协议的特点以及初等函数模型建立退避算法模型;基于OPNET对该模型进行系统仿真,并与原算法协议模型进行比较。仿真结果表明,基于该算法的SPMA协议通过对低优先级业务的接入控制,可使系统吞吐量更加稳定,并且可满足高优先级业务高通信质量的要求。