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无人机自组网中基于优先级和发送概率的低时延MAC协议设计
被引量:
1
1
作者
王洁
王海军
+3 位作者
张晓瀛
赵海涛
张姣
刘潇然
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024年第4期661-670,共10页
媒体接入控制(MAC)协议是满足数据传输质量服务需求的一项关键技术,其性能的优劣直接决定了网络的整体运行效率。相较于其他经典MAC协议,基于统计优先级的多址接入(SPMA)协议采用了多优先级接入、信道检测和流量控制等机制,因此它能更...
媒体接入控制(MAC)协议是满足数据传输质量服务需求的一项关键技术,其性能的优劣直接决定了网络的整体运行效率。相较于其他经典MAC协议,基于统计优先级的多址接入(SPMA)协议采用了多优先级接入、信道检测和流量控制等机制,因此它能更好地满足无人机自组网的低时延、区分服务、大规模组网等重要需求。其中,不同优先级阈值是影响该协议性能的关键指标之一,而现有研究中的阈值设置策略会导致无人机自组网吞吐量波动较大的问题。除此之外,在大规模节点组网的情况下,由于特殊的发送机制,该协议面临数据包冲突加剧的问题。针对以上问题,本文提出了一种新的阈值设置方法和低优先级数据概率性接入信道的方法。在大规模节点网络高业务量的情况下,该改进策略根据新的阈值和周期性负载统计的比较结果决定是否延迟或者拒绝相关数据的接入。与此同时,将SPMA协议的多优先级接入机制和排队论基本原理相结合,通过计算设定发送概率对不同低优先级数据进行接入控制。仿真结果表明,所提方法能够使得无人机自组网的吞吐量保持稳定,并为不同类型业务的差异性服务质量(QoS)需求提供良好支持,提高不同优先级数据的首发传输成功率的同时不会带来较大的额外时延损耗,性能优于现有的SPMA协议。
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关键词
无人机自组网
差异性QoS
SPMA协议
阈值设置
低优先级数据接入控制
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职称材料
统计优先级多址接入协议的改进与仿真
被引量:
3
2
作者
吴皓威
吕顺兴
+1 位作者
张扬
欧静兰
《电讯技术》
北大核心
2022年第10期1438-1444,共7页
统计优先级的多址接入(Statistical Priority-based Multiple Access,SPMA)协议的优良性能符合未来数据链的发展趋势。经典的SPMA协议中存在固定门限设置导致的吞吐量下降、退避时间设置过于简单和低优先级分组“饥饿”等三个问题。针...
统计优先级的多址接入(Statistical Priority-based Multiple Access,SPMA)协议的优良性能符合未来数据链的发展趋势。经典的SPMA协议中存在固定门限设置导致的吞吐量下降、退避时间设置过于简单和低优先级分组“饥饿”等三个问题。针对这些问题,提出了统计差值退避算法和虚拟时间戳排队算法。统计差值退避算法使用负载统计量和优先级门限的差值,计算出合理的分组退避时间。虚拟时间戳排队算法根据接入带宽的最低要求,按照虚拟完成时间大小进行分组接入。结合这两个算法,设计了基于SPMA的介质访问控制层改进协议,并使用OPNET软件对改进协议进行了仿真。仿真结果表明,相比于SPMA协议的传统算法,改进协议的系统吞吐量更大且更稳定,优先级平均时延更低,同时保证了低优先级业务的最小带宽接入需求。
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关键词
无线自组织网络
多址接入协议
统计优先级多址接入(SPMA)
统计差值
虚拟时间戳
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职称材料
一种数据链动态门限统计优先级多址接入协议
被引量:
5
3
作者
程文驰
张施施
《指挥与控制学报》
2020年第1期75-80,共6页
为实现战场态势的实时共享,通信时间延迟已经成为数据链的关键指标之一.战术瞄准网络技术在链路层采用基于统计优先级的多址接入协议,该协议可以粗颗粒度保障业务的时延服务质量,但离散优先级分类和固定门限导致队列中的高优先级业务排...
为实现战场态势的实时共享,通信时间延迟已经成为数据链的关键指标之一.战术瞄准网络技术在链路层采用基于统计优先级的多址接入协议,该协议可以粗颗粒度保障业务的时延服务质量,但离散优先级分类和固定门限导致队列中的高优先级业务排队造成时延.提出了基于动态门限的统计优先级多址接入协议,在链路层面将离散优先级表征转化为连续表征,将固定门限拓展为动态门限,该协议通过按需调整门限可使高优先级业务实现零排队时延.
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关键词
统计优先级多址接入协议
战术瞄准网络技术
动态门限
时延服务质量保障
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职称材料
基于循环神经网络的SPMA协议信道状态智能检测改进算法
被引量:
2
4
作者
张彦晖
吕娜
+3 位作者
缪竞成
高旗
王翔
陈卓
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期735-744,共10页
为实现对时敏目标的快速探测、定位和打击,战术瞄准网络技术(TTNT)对战术信息接入信道、交互传输的实时性、可靠性提出高要求。TTNT采用基于统计优先的多址接入(SPMA)协议,通过周期性计算统计平均的思想,估计当前信道状态,控制战术信息...
为实现对时敏目标的快速探测、定位和打击,战术瞄准网络技术(TTNT)对战术信息接入信道、交互传输的实时性、可靠性提出高要求。TTNT采用基于统计优先的多址接入(SPMA)协议,通过周期性计算统计平均的思想,估计当前信道状态,控制战术信息接入信道的时机。该思想仅适用于流量相对平稳的情况,在流量非平稳时会导致较大的信道状态检测误差。针对此问题,引入流量预测技术,提出基于循环神经网络的SPMA协议信道状态智能检测改进算法。利用循环神经网络的学习特点学习历史流量数据的隐含特征,构建流量预测器对瞬时时刻的流量脉冲到达数进行实时预测,从而准确获取当前信道状态。实验结果表明:所提算法对信道状态的检测结果更接近真实值,显著降低了信道忙闲状态的误判率。
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关键词
统计优先的多址接入协议
信道状态检测
流量预测
循环神经网络
战术瞄准网络技术
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职称材料
基于信道占用及优先级的MAC协议退避算法
被引量:
18
5
作者
郑文庆
金虎
+1 位作者
郭建蓬
冯辉
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2019年第11期80-84,116,共6页
针对Ad Hoc网络MAC协议(SPMA协议)的退避时间问题,为降低包与包之间的冲突并提高信道利用率,提出了一种基于信道占用及优先级的自适应退避算法(A-COP算法)。分析了退避时间对系统性能的影响以及现有退避算法的不足;根据SPMA协议的特点...
针对Ad Hoc网络MAC协议(SPMA协议)的退避时间问题,为降低包与包之间的冲突并提高信道利用率,提出了一种基于信道占用及优先级的自适应退避算法(A-COP算法)。分析了退避时间对系统性能的影响以及现有退避算法的不足;根据SPMA协议的特点以及初等函数模型建立退避算法模型;基于OPNET对该模型进行系统仿真,并与原算法协议模型进行比较。仿真结果表明,基于该算法的SPMA协议通过对低优先级业务的接入控制,可使系统吞吐量更加稳定,并且可满足高优先级业务高通信质量的要求。
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关键词
AD
HOC网络
基于优先级概率统计的多址接入(SPMA)协议
退避算法
信道占用
优先级
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职称材料
一种SPMA协议的动态阈值设置方法
被引量:
3
6
作者
丁峰
史琰
赵雄旺
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期37-46,共10页
基于统计优先级的多址接入SPMA(Statistical Priority-based Multiple Access)协议出现于TTNT(Tactical Targetting Network Technology)数据链中,是一种基于随机竞争思想的接入方式。该协议联合使用时域和频域资源,并将上层业务划分优...
基于统计优先级的多址接入SPMA(Statistical Priority-based Multiple Access)协议出现于TTNT(Tactical Targetting Network Technology)数据链中,是一种基于随机竞争思想的接入方式。该协议联合使用时域和频域资源,并将上层业务划分优先级,通过对比阈值和信道占用来评估信道接入状态并控制各个优先级业务的接入行为。然而,SPMA协议中的固定阈值设置方法存在不能灵活应对通信业务变化的问题,造成时频资源浪费,难以保障异构业务服务质量。因此,提出了基于帧成功传输概率的动态阈值设置方法。该方法利用帧成功传输概率来反映网络实时负载情况,通过对比当前的帧成功传输概率和最高优先级业务的帧成功传输概率来动态调整各个优先级的阈值,使得各优先级业务按需地接入信道,从而维护网络吞吐量的稳定,在提高信道利用率的前提下,保障高优先级业务的接入时延为毫秒级且传输成功率不低于99%。
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关键词
MAC接入协议
统计优先级多址接入协议
动态阈值
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职称材料
题名
无人机自组网中基于优先级和发送概率的低时延MAC协议设计
被引量:
1
1
作者
王洁
王海军
张晓瀛
赵海涛
张姣
刘潇然
机构
国防科技大学电子科学学院
出处
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024年第4期661-670,共10页
基金
国家自然科学基金重点项目(61931020)
湖南省自然科学基金杰青项目(2022JJ10068)。
文摘
媒体接入控制(MAC)协议是满足数据传输质量服务需求的一项关键技术,其性能的优劣直接决定了网络的整体运行效率。相较于其他经典MAC协议,基于统计优先级的多址接入(SPMA)协议采用了多优先级接入、信道检测和流量控制等机制,因此它能更好地满足无人机自组网的低时延、区分服务、大规模组网等重要需求。其中,不同优先级阈值是影响该协议性能的关键指标之一,而现有研究中的阈值设置策略会导致无人机自组网吞吐量波动较大的问题。除此之外,在大规模节点组网的情况下,由于特殊的发送机制,该协议面临数据包冲突加剧的问题。针对以上问题,本文提出了一种新的阈值设置方法和低优先级数据概率性接入信道的方法。在大规模节点网络高业务量的情况下,该改进策略根据新的阈值和周期性负载统计的比较结果决定是否延迟或者拒绝相关数据的接入。与此同时,将SPMA协议的多优先级接入机制和排队论基本原理相结合,通过计算设定发送概率对不同低优先级数据进行接入控制。仿真结果表明,所提方法能够使得无人机自组网的吞吐量保持稳定,并为不同类型业务的差异性服务质量(QoS)需求提供良好支持,提高不同优先级数据的首发传输成功率的同时不会带来较大的额外时延损耗,性能优于现有的SPMA协议。
关键词
无人机自组网
差异性QoS
SPMA协议
阈值设置
低优先级数据接入控制
Keywords
unmanned aerial vehicle ad-hoc network
differential quality of service
statistical priority-based multiple access protocol
threshold setting
low-priority data
access
control
分类号
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
统计优先级多址接入协议的改进与仿真
被引量:
3
2
作者
吴皓威
吕顺兴
张扬
欧静兰
机构
重庆大学微电子与通信工程学院
重庆大学通信与测控中心
空天地网络互连与信息融合重庆市重点实验室
出处
《电讯技术》
北大核心
2022年第10期1438-1444,共7页
基金
重庆市科技创新专项院士基金(cstc2017zdcy-yszx0008)。
文摘
统计优先级的多址接入(Statistical Priority-based Multiple Access,SPMA)协议的优良性能符合未来数据链的发展趋势。经典的SPMA协议中存在固定门限设置导致的吞吐量下降、退避时间设置过于简单和低优先级分组“饥饿”等三个问题。针对这些问题,提出了统计差值退避算法和虚拟时间戳排队算法。统计差值退避算法使用负载统计量和优先级门限的差值,计算出合理的分组退避时间。虚拟时间戳排队算法根据接入带宽的最低要求,按照虚拟完成时间大小进行分组接入。结合这两个算法,设计了基于SPMA的介质访问控制层改进协议,并使用OPNET软件对改进协议进行了仿真。仿真结果表明,相比于SPMA协议的传统算法,改进协议的系统吞吐量更大且更稳定,优先级平均时延更低,同时保证了低优先级业务的最小带宽接入需求。
关键词
无线自组织网络
多址接入协议
统计优先级多址接入(SPMA)
统计差值
虚拟时间戳
Keywords
wireless ad-hoc network
multiple
access
protocol
s
statistical
priority-based
multiple
access
(SPMA)
statistical
difference
virtual timestamp
分类号
TN915 [电子电信—通信与信息系统]
在线阅读
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职称材料
题名
一种数据链动态门限统计优先级多址接入协议
被引量:
5
3
作者
程文驰
张施施
机构
西安电子科技大学
综合业务网理论及关键技术国家重点实验室
出处
《指挥与控制学报》
2020年第1期75-80,共6页
文摘
为实现战场态势的实时共享,通信时间延迟已经成为数据链的关键指标之一.战术瞄准网络技术在链路层采用基于统计优先级的多址接入协议,该协议可以粗颗粒度保障业务的时延服务质量,但离散优先级分类和固定门限导致队列中的高优先级业务排队造成时延.提出了基于动态门限的统计优先级多址接入协议,在链路层面将离散优先级表征转化为连续表征,将固定门限拓展为动态门限,该协议通过按需调整门限可使高优先级业务实现零排队时延.
关键词
统计优先级多址接入协议
战术瞄准网络技术
动态门限
时延服务质量保障
Keywords
statistical
priority
multiple
access
protocol
tactical targeting network technology
dynamic threshold
delay-bound quality of service guarantee
分类号
E11 [军事—军事理论]
TN919.2 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于循环神经网络的SPMA协议信道状态智能检测改进算法
被引量:
2
4
作者
张彦晖
吕娜
缪竞成
高旗
王翔
陈卓
机构
空军工程大学信息与导航学院
中国人民解放军
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期735-744,共10页
基金
国家自然科学基金(61703427)
陕西省自然科学基金(2020JQ-483)。
文摘
为实现对时敏目标的快速探测、定位和打击,战术瞄准网络技术(TTNT)对战术信息接入信道、交互传输的实时性、可靠性提出高要求。TTNT采用基于统计优先的多址接入(SPMA)协议,通过周期性计算统计平均的思想,估计当前信道状态,控制战术信息接入信道的时机。该思想仅适用于流量相对平稳的情况,在流量非平稳时会导致较大的信道状态检测误差。针对此问题,引入流量预测技术,提出基于循环神经网络的SPMA协议信道状态智能检测改进算法。利用循环神经网络的学习特点学习历史流量数据的隐含特征,构建流量预测器对瞬时时刻的流量脉冲到达数进行实时预测,从而准确获取当前信道状态。实验结果表明:所提算法对信道状态的检测结果更接近真实值,显著降低了信道忙闲状态的误判率。
关键词
统计优先的多址接入协议
信道状态检测
流量预测
循环神经网络
战术瞄准网络技术
Keywords
statistical priority-based multiple access protocol
channel state detection
traffic prediction
recurrent neural network
tactical target network technology
分类号
TN929.5 [电子电信—通信与信息系统]
V243 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于信道占用及优先级的MAC协议退避算法
被引量:
18
5
作者
郑文庆
金虎
郭建蓬
冯辉
机构
国防科技大学电子对抗学院
出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2019年第11期80-84,116,共6页
基金
装备发展部“十三五”预研项目
文摘
针对Ad Hoc网络MAC协议(SPMA协议)的退避时间问题,为降低包与包之间的冲突并提高信道利用率,提出了一种基于信道占用及优先级的自适应退避算法(A-COP算法)。分析了退避时间对系统性能的影响以及现有退避算法的不足;根据SPMA协议的特点以及初等函数模型建立退避算法模型;基于OPNET对该模型进行系统仿真,并与原算法协议模型进行比较。仿真结果表明,基于该算法的SPMA协议通过对低优先级业务的接入控制,可使系统吞吐量更加稳定,并且可满足高优先级业务高通信质量的要求。
关键词
AD
HOC网络
基于优先级概率统计的多址接入(SPMA)协议
退避算法
信道占用
优先级
Keywords
Ad Hoc network
statist
ic
priority-based
multiple
access
(SPMA)
protocol
backoff algorithm
channel occupancy
priority
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TN915 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
一种SPMA协议的动态阈值设置方法
被引量:
3
6
作者
丁峰
史琰
赵雄旺
机构
西安电子科技大学通信工程学院
出处
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期37-46,共10页
基金
国家自然科学基金(JCKY2020110C111)。
文摘
基于统计优先级的多址接入SPMA(Statistical Priority-based Multiple Access)协议出现于TTNT(Tactical Targetting Network Technology)数据链中,是一种基于随机竞争思想的接入方式。该协议联合使用时域和频域资源,并将上层业务划分优先级,通过对比阈值和信道占用来评估信道接入状态并控制各个优先级业务的接入行为。然而,SPMA协议中的固定阈值设置方法存在不能灵活应对通信业务变化的问题,造成时频资源浪费,难以保障异构业务服务质量。因此,提出了基于帧成功传输概率的动态阈值设置方法。该方法利用帧成功传输概率来反映网络实时负载情况,通过对比当前的帧成功传输概率和最高优先级业务的帧成功传输概率来动态调整各个优先级的阈值,使得各优先级业务按需地接入信道,从而维护网络吞吐量的稳定,在提高信道利用率的前提下,保障高优先级业务的接入时延为毫秒级且传输成功率不低于99%。
关键词
MAC接入协议
统计优先级多址接入协议
动态阈值
Keywords
MAC
access
protocol
statistical
priority-based
multiple
access
dynamic threshold
分类号
TN919 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
无人机自组网中基于优先级和发送概率的低时延MAC协议设计
王洁
王海军
张晓瀛
赵海涛
张姣
刘潇然
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
统计优先级多址接入协议的改进与仿真
吴皓威
吕顺兴
张扬
欧静兰
《电讯技术》
北大核心
2022
3
在线阅读
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职称材料
3
一种数据链动态门限统计优先级多址接入协议
程文驰
张施施
《指挥与控制学报》
2020
5
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职称材料
4
基于循环神经网络的SPMA协议信道状态智能检测改进算法
张彦晖
吕娜
缪竞成
高旗
王翔
陈卓
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
5
基于信道占用及优先级的MAC协议退避算法
郑文庆
金虎
郭建蓬
冯辉
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2019
18
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职称材料
6
一种SPMA协议的动态阈值设置方法
丁峰
史琰
赵雄旺
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
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