單兵電臺網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究

發(fā)布時間：2020-04-07 02:06

【摘要】：單兵電臺網(wǎng)絡(luò)作為信息化戰(zhàn)爭中的末端通信網(wǎng)絡(luò),具有較強的抗毀性,支持實時話音、戰(zhàn)場態(tài)勢信息等多種業(yè)務(wù)傳輸,能夠為戰(zhàn)場一線作戰(zhàn)人員提供實時的戰(zhàn)場感知能力,已經(jīng)成為未來數(shù)字化士兵系統(tǒng)中必不可少的一部分。本文以提高單兵電臺網(wǎng)絡(luò)中綜合業(yè)務(wù)的傳輸效率、降低單兵電臺用于通信的能耗為目標,主要針對MAC層的相關(guān)技術(shù)進行研究。首先,對網(wǎng)絡(luò)中承載業(yè)務(wù)的特點進行分析,選擇合適的接入方式,并進行了詳細的設(shè)計。對于實時性要求較高的多方通話業(yè)務(wù),采用隨機接入與固定時隙分配相結(jié)合的接入方式。對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),結(jié)合選擇性重傳ARQ的滑窗機制,根據(jù)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量以及剩余可用資源情況,自適應(yīng)選擇CSMA或CSMA/CA的接入方式。將多種接入方式相結(jié)合,既能滿足語音業(yè)務(wù)低傳輸時延與抖動的需求,又可以保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸效率,提高信道利用率。其次,針對單兵電臺低功耗的需求,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)同步傳輸、階段性通信需求的特點,設(shè)計了一種MAC層按需休眠與喚醒方案,有效地減少了節(jié)點空閑偵聽的時間,降低了空閑偵聽所帶來的能量損耗,同時通過增加休眠狀態(tài)下的同步周期,減少了網(wǎng)絡(luò)同步維護功耗。并且針對網(wǎng)絡(luò)處于休眠狀態(tài)時新開機節(jié)點入網(wǎng)慢的問題,設(shè)計了一種遲入網(wǎng)方案,能夠有效地喚醒鄰接點,讓新開機節(jié)點快速同步入網(wǎng)。最后,在OMNET++仿真平臺上對本文所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)在不同場景下的吞吐量以及節(jié)點平均能耗進行了測試,同時借助于單兵電臺硬件平臺,以及示波器、信道模擬器等相關(guān)儀器,對多方通話業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)休眠與喚醒進行了大量的測試,驗證了本文方案的可行性。
【圖文】：

連通網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)吞吐量,拓撲,休眠時間

西安電子科技大學碩士學位論文偵聽時的功率為 0.59W，關(guān)閉射頻模塊之后的功率為 0.01切換時消耗的功率，，測試在 1000s 內(nèi)節(jié)點平均消耗的能量為 2000J。由于網(wǎng)絡(luò)的休眠時間是由網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)產(chǎn)生的間隔則休眠時間越長，因此采用定時發(fā)送 20Byte 數(shù)據(jù)的方法同時，網(wǎng)絡(luò)平均能耗的變化情況。在測試時，設(shè)置的休眠通網(wǎng)絡(luò)

節(jié)點,跳網(wǎng),拓撲,網(wǎng)絡(luò)吞吐量