网络协同数据链数据链路层的研究与设计

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1、网络协同数据链数据链路层的研究与设计刘志峰2016年1月中图分类号：TN919.2UDC分类号：621.39网络协同数据链数据链路层的研究与设计作者姓名刘志峰学院名称信息与电子学院指导教师李海副研究员答辩委员会主席孙昕教授申请学位级别工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月ResearchandDesignofDataLinkLayerfortheNetworkCollaborativeDataLinkCandidateName:LiuZhifengSchoolorDepartment:SchoolofInfor

2、mationandElectronicsFacultyMentor:AssociateProf.LiHaiChair,ThesisCommittee:Prof.SunXinDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:Information&CommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所

3、知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要针对现有数据链数据传输速率低、成员数有限、灵活性低、抗毁能力较差等问题，网络协同数据链可以提升信息传输速度，扩大网络规模，简化网络规划过程，增强系统抗干扰能力，是战术数据链未来的发展方向。数据链路层完成数据包封装和转发、接入控制、路由的选择建立和维护等功能，是数据链

4、重要的组成部分。而多址接入协议提供了一种信道共享的调度机制，确保多个通信节点间公平、高效地共享相同的无线信道资源，决定了节点业务量和网络吞吐量；路由协议可以发现、管理和使用多跳路径，使网络实现AdHoc架构，提高动态网络管理能力，又是数据链路层设计的重中之重。本文主要论述了网络协同数据链中数据链路层的设计工作，重点突出了多址接入协议和路由协议的设计。文中首先综述了战术数据链的特点、实例和架构以及网络协同数据链的发展趋势。然后，比较了无线网络和典型数据链的多址接入协议，确定SPMA协议具有较好的性能，作为本文的主要研究对象。然而，SPMA协议还存在一些缺

5、陷。一方面，SPMA协议需要物理层能短时间上报信道负载统计信息，增加了工程实现的难度。另一方面，SPMA协议在统计信道负载时有很大的延时，导致实际信道负载无法有效控制在最低门限以下，带来传输成功率降低的问题。本文在SPMA协议的基础上，提出了两种改进协议SPMA-NPS协议和TSMP-MAC协议，可以有效解决这两方面的问题。接着，总结研究AdHoc网络现有的路由协议，确定使用其中的典型协议OLSR协议和AODV协议，作为网络协同数据链的备选路由协议。为了更好地评估协议性能，本文选用OPNET仿真软件，建立数据链的整体仿真模型，对网络协同数据链进行网络仿

6、真。最后，使用控制条件变量的方法，分别单独仿真了两种多址接入协议和路由协议，通过比较分组传输成功率、分组接入时延、路由协议开销、业务传输成功率、端到端平均时延和平均跳数等指标，决定将TSMP-MAC协议和OLSR协议选为网络协同数据链的多址接入协议和路由协议。关键词：战术数据链；多址接入协议；AdHoc网络；OPNETI北京理工大学硕士学位论文AbstractThispaperproposestheNetworkCollaborativeDataLinktosolvetheproblemwhichbelongstotraditionaldatalink

7、s,suchaslowerdatatransmissionrate,limitednodenumber,lowerflexibilityandpoorersurvivability.Inaddition,thisnoveldatalinkcanenhancetheinformationtransmissionspeed,expandthenetworkscaleandsimplifythenetworkplanningprocess,whichisthefuturedevelopmentdirectionoftacticaldatalink.Theda

8、talinklayer,whichcanachievedatatransmission,wir