融合式多址通信網路理論與控制協定研究

《融合式多址通信網路理論與控制協定研究》是依託雲南大學，由丁洪偉擔任負責人的國家自然科學基金專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：融合式多址通信網路理論與控制協定研究
• 負責人：丁洪偉
• 依託單位：雲南大學
• 項目類型：專項基金項目

項目摘要

大數據時代對人類的數據駕馭能力提出了新的挑戰，人們面對大數據鋪天蓋地的襲來，應對大數據的技術必將緊隨到來。研究適應於大數據時代的優勢互補相互融合的通信網路接入控制系統理論，提高通信網路的利用率，最佳化通信網路，對大數據時代通信網路的發展具有重大而深遠的意義。本項目提出將多通道隨機多址系統與樹形衝突分解算法相互融合構成新的具有優先權多通道的系列隨機多址與樹形衝突分解算法相互融合的系統，並採用新的平均周期分析方法與狀態轉移分析方法的綜合分析方法，解析這類新的融合系統；還提出將不同輪詢控制技術相互融合，將隨機多址與輪詢多址相互融合構成新的接入控制系統；對隨機過程、馬爾可夫鏈、多維機率母函式和排隊論的分析方法進行改進，並採用改進的分析方法解析這類融合式接入控制系統。我們在通信網路中使用融合式接入控制策略，可以提高系統的吞吐量、降低系統時延，更充分有效地利用通信網路資源，進一步最佳化通信網路。

結題摘要

通信網路技術的快速發展推動了社會進步，改變了人們的生產、生活方式，深入開展媒體接入控制系統研究，將對通信網路的進一步發展產生重要而深遠的影響。本項目對隨機多址系統與N叉樹形衝突分解系統相互融合的系統，不同類型的輪詢控制接入系統相互融合的系統等內容進行了深入研究，在基礎理論和實際套用方面取得了研究成果，對照項目申請書和計畫任務書，已按期完成了預期的目標和任務。在理論方法方面，項目組開展了各種類型的CSMA/CA與N叉樹形衝突分解算法融合接入控制策略的研究；開展了具有優先權的多信道的各種類型CSMA/CA與N叉樹形衝突分解算法融合接入控制策略的研究；開展了無線網路中兩級優先權輪詢系統、多伺服器多佇列的輪詢系統、完全服務與非對稱性相互融合的輪詢系統的研究，並對其相應模型的特性參數進行了解析，通過理論計算和實驗驗證了新的輪詢系統模型的正確性和可行性,從而為無線網路輪詢控制技術提供了新的服務策略奠定了基礎。在理論研究的基礎上，分類研究了各種接入控制策略在無線感測器網路、無線區域網路、軍事通信網路等無線網路中的具體套用，改進了原有的MAC協定，提高了網路的性能。進一步開展了系統實施研究，基於無線感測器網路作業系統TinyOS選擇cc2538節點以及FPGA來進行新系統的實現，採用FPGA技術實現了多優先權多信道的隨機多址通信系統，並通過實驗驗證了理論的正確性。在深入分析無線區域網路IEEE802.11 系列協定輪詢機制的基礎上，改進設計了基於業務優先權的輪詢調度協定PPSTD，實現QoS保障、基於優先權的控制策略；通過建立了協定模型，精確解析了系統平均排隊隊長、平均時延、吞吐量等關鍵特性，通過理論分析和實驗驗證了改進後的新協定的效率。在雲南省軍區軍事通信網路、雲南省廣播電視局三網融合、IPTV監管平台等具體的套用方面也開展了研究。 作為這些研究結果的體現，本項目資助在國內專業核心期刊和國外高水平學術期刊上發表了42篇學術論文，在重要國際會議上發表學術論文10篇（其中SCI收錄1篇，EI收錄及源刊30篇次），申請發明專利6項，其中公開4項，進入實質審查2項，授權實用新型專利5項，出版專著 3部。獲得軍隊科學技術進步三等獎。依託本項目的研究，參與國際會議3次並作演講，培養青年教師2名，1名成員晉升為教授，並被聘為博士生導師，博士生1名，碩士生23名。