基于现场可编程门阵列战术数据链中优先级轮询接入控制协议的研究

基于战术数据链在现代信息化战争中的应用背景,针对传统轮询协议存在的功能单一和不能满足实际应用中优先传输控制的问题,提出了一种具有优先级的轮询接入控制协议（PPACP）。该协议可以根据系统中站点的优先级别,设定优先级别最高的站点为网控站,其余站点为从属站。仿真结果表明,PPACP能够改善传统轮询协议存在不足,较好地适应战术数据链中对于最为紧急的作战报文的优先传输要求。利用现场可编程门阵列对PPACP进行设计,通过仿真测试,验证了该设计的正确性。     

战术数据链系统自适应轮询MAC协议

基于战术数据链的应用背景，针对传统轮询协议信道利用率低以及无法满足紧急情况下的实时通信需求等不足，提出了一种自适应轮询MAC协议(APMP)。通过基于贝叶斯估计的轮询调度算法，APMP能够自适应地以高选择指数选择具有较多高优先级报文的节点进行轮询，进而提高信道利用率和提供业务区分服务。同时，APMP还能适应网络拓扑结构的动态变化，较好地解决了节点超出网控站覆盖范围而造成的空轮询问题。仿真表明，相比较于现有典型战术数据链集中式轮询协议，APMP可以更加有效地利用无线信道资源，具有较好的性能表现。     

基于现场可编程门阵列战术数据链中自适应轮询接入控制协议的设计与实现

在战术数据链系统中,战术单元随时都有可能被摧毁而引起网络拓扑结构动态变化,导致系统服务效率降低。为了解决这一问题,基于动态调整轮询顺序的思想,提出一种自适应轮询接入控制协议（APACP）。采用概率母函数的方法和嵌入式马尔可夫链理论对系统进行建模,得到系统平均排队队长和平均轮询周期的解析解;利用数学软件MATLAB和现场可编程门阵列仿真验证协议的正确性。仿真结果表明,APACP能够根据战术数据链网络拓扑结构的动态变化自动调整轮询顺序,明显降低系统平均排队队长和平均轮询周期,克服传统轮询接入控制协议中空轮询的问题,节约了服务时间,提高了服务效率,改善了系统性能。     

支持混合业务传输的蜂群无人机自组网多路访问控制协议

针对蜂群无人机自组网多优先级业务并行传输,以及高优先级业务低时延、高可靠的服务质量(QoS)需求,提出一种支持混合业务传输的多路访问控制(MAC)协议。该协议针对混合业务的QoS需求,对最高优先级业务采用多信道随机接入策略,其余优先级采用多信道忙闲接入策略,根据阈值和信道占用度对未超时分组的接入权限实时控制,并通过基于信道忙闲感知的多优先级退避机制,为各优先级业务提供了QoS保障能力。进一步综合运用排队理论、Markov建模、离散Laplace变换推导出了系统各项性能的数学表达式和各优先级业务信道接入阈值。仿真结果表明,该协议在重负载下能够有效保障高优先级业务低时延(<2 ms)、高可靠(>99%)的QoS需求及稳定的系统容量(>10 Mbit/s),性能优于区分优先级自适应抖动的多信道MAC协议和基于传输时隙分配和即时访问的混合MAC协议。     

TDMA 战术数据链混合时隙分配建模仿真

时隙分配是影响战术数据链性能优劣的重要因素。混合时隙分配方式兼具固定和动态时隙分配的优点,是一种较为新颖的时隙分配思想,但在报文时延和冲突率方面还有优化空间。以时分多址（TDMA）模式的战术数据链为例,提出了一种基于优先级的混合时隙分配策略,并以排队论为基础构建了其报文传输模型,通过仿真研究不同优先级报文的时延特性,结果表明,该时隙分配策略能较好地适应报文突发率高的复杂战场环境。     

军事通信网络QoS保障机制研究

为了提高军事通信网的服务质量,文中提出了一种基于缓冲管理的优先级队列调度算法,设计了分组分类器、队列管理和队列调度组件.将分组根据需要划分成若干个优先级,并根据优先级进行队列管理和调度.提出了一种基于RED的动态拥塞控制算法,能够动态的检测拥塞状态,并进行拥塞信息反馈和拥塞控制.通过编程实现了两个算法,并进行了仿真实验,实验结果表明能够较好的满足军事通信网的要求,提高军事通信网的服务质量.     

基于正向时延的卫星网络拥塞控制算法研究

在具有带宽不对称特点的卫星网络中,反向(地对空)链路带宽较小,更容易发生拥塞。当反向链路发生拥塞时,可以通过减小发送端的发送窗口来降低拥塞,但是这也降低了网络正向(空对地)链路的吞吐率。针对以上问题,提出了基于正向时延的TCP Vegas正向拥塞控制（Vegas_FD）算法。该算法通过测量数据分组的正向延迟时间,判定通信链路是否发生拥塞,并根据通信链路不同的拥塞类型采取不同的控制策略,使拥塞控制算法在反向链路发生拥塞时仍保持较高的吞吐率,适应了卫星网络带宽不对称特性。基于网络仿真软件Opnet进行了实验,结果表明,在卫星网络中Vegas_FD算法比Vegas算法、Westwood算法吞吐率性能明显提高,验证了该算法的有效性。     

机器人战术靶示教路径采样和跟踪控制

针对机器人战术靶在实际战术演练中需实现任意路径的跟踪控制,提出一种示教路径采样和跟踪控制策 略。基于2 种示教分别制定路径点采样策略,其中：在线示教人工远程操作机器人战术靶行走,构建基于行驶距离 和转弯半径的路径点采样策略;离线示教通过上位机在地图文件上编辑定义一系列离散的路径点来完成示教路径的 绘制。路径再现阶段读取之前存储的示教路径,采用节点跟踪切换控制策略、速度分段控制策略、基于航向和偏距 组合误差的方向控制策略来控制机器人对路径的跟踪。在物理样机上对算法进行验证,结果表明：机器人战术靶可 很好地对任意复杂示教路径进行跟踪,其中路径跟踪偏差小于0.3 m,各路径点到点跟踪速度偏差小于5%。     

基于门限偶极子模型的多移动机器人路径规划

基于门限偶极子模型的多机器人路径规划方法,通过构造神经网络结构,采用门限偶极子模型,使多机器人工作空间的变化可用神经网络中神经元的活性值图表征.每台机器人根据自已的活性值图独立规划路径,并通过分配动态优先级的方法实现机器人间的避碰.仿真结果表明了所提方法的有效性.     

基于网络控制的水泥转窑监控系统

基于网络控制的水泥转窑监控系统由多个分布式现场控制网络和连接各中心工作站的系统网络组成.控制网络现场总线采用物理层、链路层和应用层结构.链路层以主从循环查询获取数据.应用层以DLL收发数据和超时处理等服务.中心工作站检测和控制现场设备,动态显示工艺流程和现场数据并报警,统计查询生产信息等.