战术数据链时隙分配协议综述

现代战场环境的复杂性决定了战术数据链时隙分配协议的多样性,而时隙分配算法对数据链系统的报文投递率、传输时延、吞吐量等性能指标有着较大的影响。针对国内外数据链网络中各种时隙分配协议进行了归纳与总结,对较为经典的固定式、争用式与动态式时隙分配协议进行了介绍,并分析了不同算法的优缺点。最后,给出了数据链网络管理系统下一步的研究方向。     

Link16时隙固定分配算法的时延分析

时延是数据链的重要性能指标,而时隙分配算法对其有很大影响.运用排队理论,对数据链Link16的时隙固定分配算法进行建模,主要分析了其时延特性.数值计算和仿真结果表明,固定分配算法适用于用户业务量比较稳定且时隙资源比较充足的情况,选取合适的负荷率,系统才能达到良好的性能指标.     

数据链网络节点入网时隙分配技术研究

研究数据链网络节点入网时隙分配算法,通过OPNET仿真软件分别采用基于轮询机制的时隙分配算法和基于排队论的时隙分配算法,对数据链中的网络吞吐量和队列时延进行仿真分析.基于轮询机制的时隙分配算法的网络吞吐量大约0.20 Mb·s-1,网络的队列时延平均保持在0.33 s左右,可作为时隙分配的保底手段;基于排队论的时隙分配算法的网络吞吐量平均约为0.40 Mb·s-1,网络的队列时延一般在0.20 s左右,同时能够在短时间内达到系统稳定,可以作为对网络稳定性有较高要求的系统的有效手段.     

动态TDMA时隙分配算法在数据链中的仿真

固定TDMA分配算法能够保证节点数据发送的公平性,但不可能针对当前业务和网络状态进行时隙预留分配,很难实现差别服务和提供支持QoS（服务质量）的机制。因此提出一种适用于TTNT（战术瞄准网络技术）数据链通信系统的动态TDMA时隙分配算法,在高负载的网络环境下,这种算法加入了优先级机制并根据业务量轻重对各节点采取不同的发送策略,对时隙有较高利用率,提高了Ad Hoc（自组织网）网络系统吞吐量。在OPNET网络仿真平台上进行了仿真验证,仿真结果表明该算法在吞吐量和时延方面都优于固定TDMA算法。     

网络编码在战术数据链中的应用

信息全网广播是战术数据链中的典型通信模式,主要用于语音广播、指控数据分发、战场态势共享等应用。这里针对非视距作战场景,在战术数据链中继扩展模式下研究网络编码的应用,改变原有数据链中继节点存储转发模式为合并转发模式,提出了固定时隙合并和机会时隙合并方案。仿真和分析表明,提出的方案能够大大提高信息全网广播成功率,并且在N个数据节点和单跳中继节点场景下节约网络带宽1／2N。     

卫星高速数据链中MF-TDMA协议改进研究

针对卫星高速数据链对带宽以及高速数据传输需求较高的特点,提出将MF-TDMA多址接入协议应用到卫星高速数据链系统中。运用排队理论建立模型,对协议平均等待时延以及吞吐量进行了理论分析,引入了优先级机制,推导了在时隙均匀分配条件下该协议及其改进型的平均等待时延公式。通过计算机仿真表明,该协议在系统保持较高吞吐量的基础上能够保证较低的平均时延,同时满足高优先级用户的需求。     

基于排队论的数据链网络节点入退网时隙分配算法研究

随着现代战争的作战需求提高,数据链作为信息化时代战场上战斗力的"倍增器",网络节点入退网时隙资源分配问题日益突出.因此,基于排队论理论提出节点入退网时隙分配算法,建立数据链网络节点入退网的时隙分配模型.使用OPNET仿真软件对算法模型和传统的轮询机制时隙分配算法模型进行了仿真,仿真结果表明,设计算法的网络吞吐量、队列时...     

TDMA时隙分配对业务时延性能的影响分析

 在TDMA通信系统中,时隙分配是影响业务时延性能的重要因素,包括时隙数量分配(带宽分配)、时隙分配周期(TDMA帧长)和时隙位置分配三方面.本文针对可变速率和固定速率两类业务,基于随机服务系统理论和交通流理论建立了业务时延模型,得到了平均时延的解析式,分析了时隙数量、时隙位置和TDMA帧长度对业务时延影响的规律和特点.结果表明时隙位置分配越均匀,越能改善业务的平均时延和时延抖动性能;而在传统的时隙连续分配方式下,增加时隙数量分配对时延性能提高非常有限.在DVB-RCS卫星系统等具有较长帧设计的TDMA系统中,采用时隙均匀分配方式能够有效提高业务时延性能.计算机仿真验证了建模分析的正确性.     

基于QualNet的战术数据链多链建模与仿真

战术数据链(TDL)的基本作用是保证战场上各个作战单元之间迅速交换情报信息,提高相互协调能力和整体作战效能.为了研究在实际应用中战术数据链系统多链工作情况下的实时性,基于QualNet仿真软件,设计并实现了一种战术数据链的多链模型,同时结合两种波形的试验对战术数据链多链间分组传输时延进行仿真,给出了仿真结果并进行了分析.     

无人机数据链下行链路的时隙空分复用算法

针对无人机数据链的下行链路,考虑波束空分复用、波束数目与节点功率限制的多维约束条件,以最大化下行链路总吞吐量为优化目标,构建了联合波束分配、时隙分配和功率控制的随机优化问题。基于李雅普诺夫优化方法,解析最优解的数学特征,提出了一种低复杂度的联合波束分配和功率控制的时隙空分复用算法。最后,将所提方法与基于功率控制的时隙分配算法、联合波束分配和恒定功率的时隙空分复用算法进行了对比,仿真结果表明,所提方法能够显著提升网络吞吐量,降低接入时延。     

战术数据链及其应用技术

分析了几种常用战术数据链Link 4A/Link11/Link 16的基本技术状态和消息标准,介绍了16号数据链的网络管理系统和网络规划过程,提出了数据链与应用平台集成应考虑的问题和实现的总体技术方法,并对数据链集成应用的具体技术及其技术特征进行了分析,给出了建立消息处理模型的思路和生成统一态势的关键技术方法.     

战术数据链网络建模与仿真

网络性能的优劣直接关系到战术数据链系统作战效能的发挥,对数据链网络系统性能的仿真评估具有一定的现实意义。在OMNeT++上搭建Link-16网络仿真模型,利用MiXiM对数据链网络系统节点的功能进行分层实现,并详细分析了各节点的系统响应时延、端到端时延及丢包率对网络整体效能的影响,对进一步研究数据链网络具有一定的参考价值。     

多源融合的数据链网络性能评估方法研究

针对无线通信条件下数据链网络性能测试和评估难题,设计了数据链网络性能评估方法。首先,采集数据链的记录数据;然后,通过对战术数据系统(Tactical Data System, TDS)数据的消息协议解析,按照数据链消息标准格式化TDS数据,提取时间、消息类型、数据链平台和收发消息四维变量;最后,结合集合映射理论,分析通信网络连通性,生成连通性评估报告和战术消息时序图。基于数据链网络实际业务数据,分析了测试样本经过传输造成的丢包、误码和时延抖动等影响,验证了多源融合方法的可行性和有效性。     

北约Link22系统消息传输策略研究

在研究北约STANAG5522协议标准的基础上,对Link22系统的消息传输策略进行了详细描述,分析了该系统典型的消息处理流程和传输策略;研究了DLP与SNC之间的接口关系,并参考典型的服务原语方式对该接口进行了补充;针对数据链系统对战术消息时效性的需求,给出了区分优先级的调度策略,可以为高优先级业务提供传输时延保证。研究Link22系统的消息传输原理,可以为我国设计先进的数据链系统提供参考依据。     

外军战术数据链发展趋势分析

战术数据链是提升体系化联合作战能力的关键,文中在介绍了美军及北约战术数据链Link-4、Link-11、[JP]Link-16发展现状的基础上,重点对统一消息标准、动态网络管理、通用链路集成处理、通用化方向演进等发展趋势进行了详细分析,并对我军战术数据链发展提出了良好的建议。     

Link16数据链建模与仿真

主要针对基于OPNET的Link16数据链的建模仿真.根据Link16的组网特点,使用网络仿真软件OPNET在网络域,节点域,进程域对Link16数据链进行建模,并对进程域中的TDMA模块进行了重点研究分析,在此基础上对Link16数据链传输过程进行验证,对实时性进行了仿真分析,得出了结论.     

Moralism: mobility prediction with link stability based multicast routing protocol in MANETs

In recent research, link stability is getting tremendous attention in mobile adhoc networks (MANETs), because of several impediments that occur in a reliable and robust network. Link stability metric is used to improve network performance in terms of end-to-end delay, data success delivery ratio (DSDR) and available route time (ART). Energy consumption, bandwidth and communication delay of major concern in ad hoc networks. A high mobility of MANET nodes reduces the reliability of network communication. In a dynamic networks, high mobility of the nodes makes it very difficult to predict the dynamic routing topology and hence cause route/link failures. Multicast in MANETs is an emerging trend that effectively improves the performance while lowering the energy consumption and bandwidth usage. Multicast routing protocol transmits a packet to multicast a group at a given time instant to achieve a better utilization of resources. In this paper, node mobility is considered to map better their movement in the network. So, the links with long active duration time can be identified as a stable link for route construction. Variation in signal strength is used to identify whether the direction of the node is towards or away from estimating node. We consider signal strength as QoS metric to calculate link stability for route construction. Efforts are made to identify the link with highly probable longer lifetime as the best suitable link between two consecutive nodes. We predict the movement time of nodes that define the route path to the node destination. Exata/cyber simulator is used for network simulation. The simulation results of the proposed routing protocol are compared with on-demand multicast routing protocol and E-ODMRP, which works on minimum hop count path. Analysis of our simulation results has shown improvement of various routing performance metrics such as DSDR, ART, routing overhead and packet drop ratio.     

A link contact duration-based routing protocol in delay-tolerant networks

Delay Tolerant Networks (DTNs) provide message delivery services to users via intermittently connected nodes. In DTNs, routing is one of the most challenging issues since end-to-end connectivity between nodes may not be available most of the time. Although many routing protocols for DTNs have been proposed, they do not achieve satisfactory performance, since they exploit only some of the network characteristics. In this paper, we present a new DTN routing protocol, called the Link Contact Duration-based Routing Protocol (LCD). Like existing protocols, LCD uses the disconnect duration of a link between two nodes to find the routing path with the shortest end-to-end delay. In addition, LCD uses the contact duration of a link and the number of buffered messages to deliver as many messages as possible in a short time. Our simulation results show that LCD has better performance than existing DTN routing protocols.     

Link16数据链通信组网技术分析

简要介绍了Link16数据链基本情况,对Link16数据链的通信组网技术进行了综合分析研究。分析了Link16数据链的通信模式、设备入网与同步方式,论述了系统网络体系结构,重点介绍了单网结构、多网结构中的同功能层叠网、异功能多重网和异步多网结构,为更好地理解和掌握外军数据链相关性能提供有益的帮助。     

基于Opnet的Link11数据链仿真设计

战术数据链在现代化战争中,扮演着越来越重的的角色,被称为战斗力的＂倍增器＂。在数据链的建设中,通过仿真建模对数据链性能进行仿真研究对中国数据链建设具有重要意义,这里对Link11数据链系统进行了概要分析,提出采用opnet软件对数据链进行仿真研究的方法,通过对节点模型和进程模型进行建模仿真基本实现了Link11数据链的组网和性能要求,并对仿真结果进行相应的分析。