海上无人船自组网随机接入仿真研究*

海上无线通信具有传播环境复杂、多径干扰、信号衰减和时延较大等特点,传统的通信传输系统无法满足无人船之间、岸船之间稳定可靠的通信业务需求。针对海气界面组网观测中以无人船为核心的快速机动组网协同观测任务,研究基于信道感知的无人船自组网随机接入协议,采用优先级机制满足海上环境下网络负载较大时敏业务的低延迟传输需求,为无人船组网观测信息传递提供可靠性和实时性保证。终端采用一发多收机制提高数据传输成功率和网络系统吞吐量。最后,基于OPNET搭建仿真网络模型,从接入成功率、平均端对端时延、系统吞吐量等方面仿真分析所设计的随机接入协议性能。     

适用于集群无人机自组网的路由协议研究及仿真

集群无人机利用自组网技术可以实现无人机之间信息的高速共享,以自主化和智能化的方式协同完成作战任务,极大地提高作战效能。针对集群无人机网络节点数量多、拓扑结构变化快的特点,提出一种基于簇结构的、地理信息辅助的自组网路由协议(GACB),通过对基于权值的分簇算法(WCA)进行改进,提高了簇结构的稳定性,引入地理位置辅助的贪婪转发方式,减小了簇结构网络的路由开销。仿真结果表明,与传统的CBRP协议和AODV协议相比,GACB协议的控制开销分别降低了约30%和50%,分组投递率分别提高了约10%和15%,路径断裂次数分别降低了约60%和70%,端到端时延分别缩短了约2ms和1ms。     

基于OPNET的移动自组网路由协议的性能仿真

移动自组网(Mobile Ad Hoc Networks,MANET)是由一组自治通信节点组成的集合,其路由协议的设计与传统固定网络有很大不同.论文首先介绍了DSDV、DSR、ZRP三种路由协议,然后采用OPNET网络仿真软件比较这三种路由协议的分组投递率、路由开销、端到端平均时延等性能参数并分析了仿真结果.     

基于OMNeT++仿真平台的改进型USAP仿真分析

飞行器Ad Hoc网络作为一种特殊的无线移动通信网络,被广泛应用于军事领域。统一资源指派协议USAP是一种适用于Ad Hoc网络的链路层协议,但在多节点网络中时隙分配效率低。本文在经典USAP的基础上,通过增加每一时帧中引导时隙的数量来提高节点间信息的交互效率,以提升多节点Ad Hoc网络的性能。利用OMNeT++软件对改进后的协议进行仿真,并和传统TDMA协议、经典USAP进行比较,比较可知改进后协议的性能得到了较大的改善。     

星上抽样侦听统计自适应多址

ALOHA类协议是实现卫星通信网的信令传输系统多址接入协议。但由于卫星链路传输时延长,当用户站较多、业务量较大时分组冲突率增高,导致上行链路的信道利用率急剧下降及端到端分组传输的时延增大。文章提出了一种新颖的随机竞争多址接入协议—星上抽样侦听统计自适应多址。该协议考虑到卫星链路长时延特点,在星上对上行链路信道进行抽样侦听,以确定出各站最合理的分组发送概率,并通过下行链路广播到各站,以实现发送概率的自适应控制。理论分析和仿真结果表明:该协议可将上行链路的吞吐率提高并稳定到最大值区间附近,使端到端传输时延明显减小,而且其实现简单方便。     

星地一体化Link16低轨卫星数据链时隙分配数量研究

为了解决现有Link16数据链信息传输受视距限制的问题,考虑将低轨道(LEO)卫星作为节点接入Link16网络以扩展其通信范围,增强数据链的灵活性.针对其接入导致的长传播时延的问题,以轨道高度为480 km的LEO卫星为例,基于Link16系统战术消息要求的响应时间,结合Link16时隙结构对LEO卫星的消息响应时间进行了研究,对等待接入时间、队列等待时间以及战术消息传播时间进行数学建模分析,得到了在规定战术消息响应时间下,LEO卫星时隙资源分配数量需求的普适公式,公式表明为了使战术消息在要求时间内送达,需要给LEO卫星节点分配足够数量的时隙.最后,对LEO卫星的消息响应时间进行了仿真,对不同到达率消息的响应时间进行了对比分析,仿真结果验证了理论的正确性.     

无人机协同测控中SC-FDMA技术设计

针对无人机协同任务测控传输的多机接入问题,提出基于分布式任务分配模型的高动态SC-FDMA技术.通过将贪婪原则、信道动态分配机制和多用户接入技术结合,利用集中映射方式设计子信道数目可调的映射规则,配置各无人机节点所占用子载波数目.仿真结果表明,与传统FDMA、CDMA、TDMA、OFDMA等相比,基于SC-FDMA设计...     

一种高速跳频无人机自组网终端设计与实现

随着无人机集群的作战应用日益广泛，无人机集群实现机间组网和任务协同愈发重要。在战场复杂电磁环境下，设计具有良好抗干扰性能的网络终端已成为一项重要需求。本文设计了一种基于高速跳频通信体制的无人机自组网终端，并对研制的终端产品进行了接收灵敏度、抗干扰能力和组网功能测试。测试结果表明：跳频无人机自组网终端具有良好的灵敏度和抗干扰性能，具备多节点组网能力，设备具有高集成度、低功耗、低成本、轻量化的特点。     

北斗卫星注入校验信息传输时延分析及优化

北斗导航卫星上行注入校验信息主要用于上行注入导航信息的闭环校验及错误重注,具有较高的实时性要求;同时该类信息具有传输路径复杂、处理节点多、处理难度大的特点。文章分析了上行注入校验信息的使用方式、传输路径及传输需求,介绍了基于星间链路的星座信息传输方法。提出了一种工程应用可行的注入校验信息传输方案,进行了星内信息传输流程设计,描述了各个传输节点的信息路径,分析了各个节点的传输时延,提出星地同步注入策略和动态调度措施,对信息传输时延进行了综合评价和优化改进,将传输时延优化压缩至1200～1800 ms。对卫星在轨数据进行了分析,验证了优化措施及分析结果的有效性,可以有效满足卫星工程应用的需求。     

移动自组网IPv6地址的分配

移动自组网是一种自治的、无需网络基础设施支持的、多跳传输的无线网络,具有非常广泛的应用前景。自组网即可以构成独立子网也可以与Internet互联,所以移动主机必须具有自动分配唯一的全球有效IPv6地址的能力。关于IP地址的自动分配已经有了一些算法,但大多数是采用在全网内进行泛洪广播来检测地址的重复,这将带来很大的开销。文中我们提出了一种IPv6地址分配协议,利用从GPS获取的节点地理位置信息和时间信息作为IPv6地址中接口标识符(InterfaceID)的唯一性参数,来提高选定的IPv6地址的唯一性,从而省去不必要的StrongDAD开销。重复地址可以通过监测邻居节点的数据包来检测到,并在必要时发送一跳的AERR消息来进行地址的重新分配,从而将地址分配的控制开销大大降低,并且将地址分配延迟将到最低。该协议被命名为OneHopWeakDAD地址自动分配协议。     

低轨巨型星座网络容量评估与分析

低轨卫星网络可以提供广覆盖、低时延、大容量的通信服务和随遇接入的网络服务，可有效弥补地面通信网络和高轨卫星网络的不足。近年来“星链”“一网”等星座项目推动了低轨巨型星座的飞速发展。卫星网络容量是网络性能评价的重要指标，传统方法计算复杂度高、耗时长，且计算开销随网络节点数迅速增加，在巨型星座网络评估中产生巨大计算开销。面向低轨巨型星座网络容量评估问题，提出了一种基于最大流的网络容量评估方法，与传统方法相比计算复杂度和计算耗时大大降低。以“星链”星座为例，分析了星座构型、星间链路拓扑连接方式、链路容量及用户需求量对巨型星座网络容量的影响。仿真分析结果对未来低轨巨型星座网络建设具有指导意义。     

基于算力路由的空间信息网络低时延在轨协同计算策略

针对当前空间信息网络（Spatial Information Network, SIN）地面数据处理模式中存在的高传输时延问题,提出了基于算力路由的低时延在轨协同计算策略。考虑到卫星网络的动态变化及卫星计算资源的异构性,提出了要素时空扩展图模型,以实现在屏蔽SIN动态性的同时对星上资源进行精确表征。在此基础上,构建基于算力路由的多星在轨协同计算数学模型,提出时延优化问题,并利用改进的异构最早完成时间（Heterogeneous Earliest Finish Time, HEFT）算法进行求解。仿真结果表明：卫星在轨协同计算可有效降低卫星数据的任务处理时延;同时,本文所提的改进HEFT算法以较小且可接受的收敛性能为代价,换取了业务处理时延的大幅度降低。     

基于亲和传播算法的车辆自组织网络分簇组网方法

随着5G通信和自动驾驶汽车的发展，车辆自组织网络VANET（Vehicular Ad Hoc Network）作为一种新型的移动自组织网络，因其在改善道路安全、为驾驶员和乘客提供便利方面的潜力，而引起学术界和工业界的广泛关注。它可以通过提供交通流量、事故通知、危险警告、可能存在的定位偏差、天气等信息来增强道路安全，从而提高交通效率。由于车辆的高速移动会经常引起网络拓扑中断，因此一个设计良好的路由协议至关重要。提出了一种适用于车辆自组织网络环境的基于分簇的路由协议，设计并实现了一种基于亲和传播算法的分簇组网模型V-APC（VANET-Affinity Propagation Clustering）。通过重新定义亲和传播算法的相似函数，设计了簇头的选择过程、簇的形成过程还有簇的维护过程。结果表明：采用上述方法形成的簇，在簇内的通信性能和簇稳定性方面具有显著优势，使得该协议在路由延迟和数据包转发成功率方面表现优异。     

无线Mesh网络安全分析

无线Mesh网络是由移动节点自组织形成的网络,由于其共享无线传输媒介、动态拓扑的特点,容易遭受各种安全威胁。介绍无线Mesh网络安全研究的最新研究进展。首先从传输信道、认证机制、物理保护、动态拓扑和路由协议五个方面分析无线Mesh网络的安全弱点,然后将无线Mesh网络安全方面的研究分为认证、安全路由、入侵检测和其他安全技术四个方向,对每个方向内一些典型安全方案进行分类论述,同时指出各种方案的优点和缺点,并进行综合比较。还阐明了目前协议存在的一些问题,并指出了下一步研究方向。     

一种网络化卫星测控系统多址接入算法研究

大规模低轨卫星星座的出现，对地面测控系统提出了更高的要求，这使得网络化测控技术成为了各国研究的重点技术。本文针对低轨卫星网络化测控系统的接入问题进行了研究。首先，概述了传统低轨卫星星座发展历程及多址接入技术需求背景；然后，在分析传统CSMA（Carrier Sense Multiple Access，载波侦听多路访问）与TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址）接入技术性能的基础上，提出了一种自适应接入方案，使得网络化测控系统在负载量较高或较低时都具有良好的网络性能。本文通过仿真验证了自适应接入技术在系统时延、吞吐量以及信道利用率上的优越性。     

基于自定义应用层协议的分布式智能控制系统

针对宽带数字化接收系统规模增大带来的控制问题,设计了一种新型的基于自定义应用层协议的分布式智能控制系统.该系统将自定义协议部署在分布式网络的节点中,保证主控终端和各节点之间指令、数据的稳定、高速传输.除此之外,系统还通过内存块循环队列、多线程技术,提高节点之间数据传输的速度.测试数据证明该系统非常适用于大规模宽带数字化接收设备的控制.     

低轨星座路由技术研究现状与展望

低轨星座网络具有覆盖范围广、传输时延少、顽存能力强等优点,在宽带互联网接入服务、物联网、导航增强等方面具有重要应用。星间路由是星座网络的关键技术,直接影响其服务性能。众多学者对路由展开广泛且深入的研究。首先基于拓扑获取方式、传输数据方式、路由计算地点及计算方式等分类方法分析并归纳了低轨星座路由。其次从时间虚拟化、虚拟节点、动态拓扑更新路由以及拥塞避免角度介绍了典型路由及其改进,总结并对比了主要路由的特点,最后在此基础上提出了低轨星座路由的发展趋势。     

链路状态感知的低轨卫星网络路由机制

低轨卫星的空间组网能够突破地形限制,实现全天候、高带宽、低时延、广覆盖的数据通信,弥补地面通信系统的不足,使通信服务全球化成为可能。但是,卫星节点的快速移动和能量受限使得空间链路面临高动态、不可靠、间歇性等问题。同时接入用户的分布不均容易导致卫星网络出现重载节点和局部拥塞的情况,这对空间组网和数据传输提出了新的挑战。传统的静态卫星组网模式可靠性差,可伸缩性低,难以适应空间动态组网的需求。针对低轨卫星网络拓扑变化快的特点,提出链路状态感知的路由机制,在降低卫星能耗的同时减轻网络的局部拥塞,使用树莓派搭建半实物仿真平台,并在该平台上进行实验,验证了该机制的有效性。