《航空自組織網路雙模式接入協定設計與建模研究》是依託南京航空航天大學，由雷磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：航空自組織網路雙模式接入協定設計與建模研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：雷磊
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
航空自組織網路與戰術數據鏈技術相結合，可以為信息化條件下的現代超視距空戰提供通信保障，實現作戰飛機之間信息、戰術和火力的高效協同。本項目緊密結合超視距空戰作戰方式的特點，將航空自組織網路信道接入控制（Medium Access Control, MAC）協定規劃為兩種可相互切換的不同工作模式：無衝突接入模式和高效協作接入模式。主要研究工作圍繞兩種模式下MAC協定的設計和建模展開，具體包括：（1）無衝突接入模式下支持網路規模快速變化的動態時隙分配算法；（2）高效協作接入模式下基於累積干擾分析的多節點並發傳輸機制；（3）高效協作接入模式下支持業務優先權區分的加權公平性保證方法；（4）高效協作接入模式下MAC協定傳送規約的多維馬爾可夫鏈建模與分析。本項目旨在提高超視距空戰條件下的多機高效協同組網能力，為航空自組織網路信道接入控制協定的設計提供新概念、新技術和新方法。
結題摘要
本項目針對航空自組織網路雙模式接入協定設計與建模展開研究，取得了一系列原創成果：（1）提出了無衝突接入模式下支持QoS的規模可擴展動態時分接入協定。該協定將全網節點時間軸劃分為連續、不定長的網路時幀，節點在每一個網路時幀內發起數據傳輸，傳輸過程包括節點同步、時隙請求、時隙分配和數據傳送四個階段，並可以有效支持新節點入網路和節點退網，滿足網路規模動態擴展的需求。（2）提出了適用於高效協作接入模式的主/從傳輸並發機制。該機制採用基於指數平滑模型的並發傳輸間隙動態調整方案，以及基於可容忍干擾功率估算的並發衝突避免機制和ACK幀依次應答策略，保證主/從傳輸數據幀的可靠傳輸。（3）提出了適用於上述並發接入協定的節點可用頻寬估計方法。節點通過分散式偵聽，估算自身的主/從傳輸可用傳送時長和接收時長，並對收/發可用時間段不同步現象進行分析，初步估算出鏈路可用頻寬。最後考慮隱藏節點和並發衝突干擾對可用頻寬的影響，對可用頻寬初步估算值進行修正。（4）提出了適用於高效協作接入模式的MAC協定公平性保證方法。該方法通過控制幀捎帶向鄰居節點廣播業務流當前占用信道指數信息。各業務流根據自身的業務權重和鄰居業務流對信道頻寬的占用情況，綜合判斷當前業務流是否占用了過多的信道頻寬，然後採用合作調整退避競爭視窗的方法實現多優先權業務流之間的加權公平性。（5）提出了一種三維馬爾可夫鏈模型對高效協作接入模式下MAC協定的性能進行分析。該模型通過引入“偽狀態”來區分由RTS控制幀衝突和數據幀衝突導致的兩種不同的退避過程。該模型可有效套用於網路總吞吐量、公平性和MAC接入時延等各類性能的分析。本項目的主要研究成果包括在IEEE TVT，IEEE CL，Ad Hoc Networks, IEEE ICC等期刊和會議發表的學術論文24篇，其中SCI收錄的國際期刊10篇，中文核心期刊6篇，國際會議8篇。獲得授權國家發明專利3項，申請國家發明專利5項，獲得計算機軟體著作權2項。項目研究工作已達到了計畫書中的預期目標。
