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基于统计优先级的链路层协议性能仿真与研究

发布时间:2018-10-20 14:11
【摘要】:战术数据链本质上是一种数据通信系统,它能够链接战场上的传感器平台、指挥控制单元和武器平台等各种作战平台,从而使各种作战平台之间快速地交换各种情报信息,实现战场态势和信息的共享,提高协同作战的能力。 美军下一代数据链系统TTNT针对现有数据链体制的缺陷,实现了近乎革命性的体制优化。TTNT以全IP通信为基础,,在物理层面实现了基于跳频复用的全双工无线通信能力,在链路层面则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模式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。 本课题研究对比了各类MAC协议的特点,针对现有MAC协议的缺陷,参考美国有关SPMA协议的专利,设计了基于统计优先级的链路层协议SPMA,并以此为基础在OMNET++仿真平台上对SPMA协议进行了建模仿真。SPMA协议对信道是否可用的判断、基于优先级的发送判决和“削峰填谷”的流量控制机制,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。仿真结果表明,随着网络节点的增多,SPMA协议最高优先级的时延保持在5毫秒左右;随着业务量的增大,SPMA协议能够保障最高优先级数据包一次发送的成功率不低于90%。SPMA具有低时延、高吞吐量和较好的QoS保障等优点,符合战术数据链的发展趋势。
[Abstract]:Tactical data link is essentially a kind of data communication system, which can link various combat platforms such as sensor platform, command and control unit and weapon platform on the battlefield, so that all kinds of intelligence information can be exchanged quickly between various combat platforms. The sharing of battlefield situation and information is realized, and the ability of cooperative combat is improved. The next generation data link system (TTNT) of the US military has realized nearly revolutionary system optimization in view of the defects of the existing data link system. TTNT realizes the full duplex wireless communication capability based on frequency hopping multiplexing on the physical level on the basis of full IP communication. Based on full-duplex communication, a multi-access mode SPMA (statistic priority-based multiple access). Based on priority probability statistics is implemented at link level. The link layer protocol or MAC protocol of tactical data link describes the rules of node access to wireless channel. It is one of the key technologies of tactical data link to use appropriate MAC protocol to allocate the limited wireless bandwidth resource more reasonably. This paper studies and compares the characteristics of all kinds of MAC protocols, aiming at the defects of the existing MAC protocols, referring to the patents of the SPMA protocols in the United States. The link layer protocol (SPMA,) based on statistical priority is designed and modeled on the OMNET simulation platform. The SPMA protocol is used to judge whether the channel is available or not. The priority based decision and flow control mechanism can effectively reduce the channel conflict and ensure the real-time performance of data transmission and the high probability of successful transmission of high priority data. The simulation results show that with the increase of network nodes, the delay of the highest priority of SPMA protocol remains around 5 milliseconds, and with the increase of traffic, the SPMA protocol can ensure that the success rate of sending the highest priority data packet at one time is not lower than that of 90%.SPMA. The advantages of high throughput and good QoS guarantee are in line with the development trend of tactical data link.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN919.2

【参考文献】

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本文编号:2283411

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