单兵电台网络关键技术研究

发布时间：2020-04-07 02:06

【摘要】：单兵电台网络作为信息化战争中的末端通信网络,具有较强的抗毁性,支持实时话音、战场态势信息等多种业务传输,能够为战场一线作战人员提供实时的战场感知能力,已经成为未来数字化士兵系统中必不可少的一部分。本文以提高单兵电台网络中综合业务的传输效率、降低单兵电台用于通信的能耗为目标,主要针对MAC层的相关技术进行研究。首先,对网络中承载业务的特点进行分析,选择合适的接入方式,并进行了详细的设计。对于实时性要求较高的多方通话业务,采用随机接入与固定时隙分配相结合的接入方式。对于数据业务,结合选择性重传ARQ的滑窗机制,根据要传输的数据量以及剩余可用资源情况,自适应选择CSMA或CSMA/CA的接入方式。将多种接入方式相结合,既能满足语音业务低传输时延与抖动的需求,又可以保证数据业务传输效率,提高信道利用率。其次,针对单兵电台低功耗的需求,根据网络同步传输、阶段性通信需求的特点,设计了一种MAC层按需休眠与唤醒方案,有效地减少了节点空闲侦听的时间,降低了空闲侦听所带来的能量损耗,同时通过增加休眠状态下的同步周期,减少了网络同步维护功耗。并且针对网络处于休眠状态时新开机节点入网慢的问题,设计了一种迟入网方案,能够有效地唤醒邻接点,让新开机节点快速同步入网。最后,在OMNET++仿真平台上对本文所设计的网络在不同场景下的吞吐量以及节点平均能耗进行了测试,同时借助于单兵电台硬件平台,以及示波器、信道模拟器等相关仪器,对多方通话业务、数据业务以及网络休眠与唤醒进行了大量的测试,验证了本文方案的可行性。
【图文】：

西安电子科技大学硕士学位论文侦听时的功率为 0.59W，关闭射频模块之后的功率为 0.01切换时消耗的功率，，测试在 1000s 内节点平均消耗的能量为 2000J。由于网络的休眠时间是由网络中业务产生的间隔则休眠时间越长，因此采用定时发送 20Byte 数据的方法同时，网络平均能耗的变化情况。在测试时，设置的休眠通网络

图4.68个节点构成的两跳网络拓扑①网络吞吐量
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN915.0

【参考文献】

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本文编号：2617304