丁峰 陳小飛 馬世銀

摘 要： 針對戰(zhàn)術(shù)協(xié)同組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈延時大、 容量小的問題， 為滿足基于突發(fā)業(yè)務(wù)戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)低延時、 大容量的要求， 以戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TTNT）為背景， 提出一種基于多路同時接收的閾值自適應(yīng)接入體制（MR-ATMA， Adaptive Threshold Multiple Access Based on Multi-Channel Simultaneous Reception）。 該接入體制采用分層設(shè)計的開放式體系架構(gòu)， 物理層采用基于快速跳頻的多路同時接收技術(shù)， 實現(xiàn)了虛擬全雙工傳輸模式; MAC層采用基于信道負(fù)載感知的閾值自適應(yīng)接入技術(shù)， 能夠?qū)崿F(xiàn)突發(fā)業(yè)務(wù)的快速接入。 與基于單收處理的接入體制（SR-ATMA， Adaptive Threshold Multiple Access Based on Single-Channel Reception）， CSMA， TDMA等接入體制相比， MR-ATMA具有更高的信道利用率和更低的接入延時， 能很好地適用于具有突發(fā)業(yè)務(wù)特點的戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞：戰(zhàn)術(shù)協(xié)同;? 時敏目標(biāo);? 突發(fā)業(yè)務(wù);? TTNT;? 負(fù)載統(tǒng)計;? 多址接入; 數(shù)據(jù)通信

中圖分類號： TJ760; TN919? 文獻標(biāo)識碼：??? A? 文章編號：1673-5048（2021）04-0103-09

0 引? 言

作為戰(zhàn)術(shù)協(xié)同數(shù)據(jù)鏈關(guān)鍵技術(shù)之一的接入控制技術(shù)決定了節(jié)點公平性、 傳輸可靠性、 分組端到端延時及帶寬利用率等網(wǎng)絡(luò)性能。 接入控制技術(shù)通過合理的通信協(xié)議和通信機制達到最小傳輸延時、 最大帶寬利用率和最小網(wǎng)絡(luò)開銷的可靠傳輸[1]。

隨著以整體對抗、 體系支撐、 信息主導(dǎo)、 聯(lián)合作戰(zhàn)等特點為代表的網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的加劇， 技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用推動戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈接入技術(shù)不斷取得突破， 以美國為首的北約（NATO）根據(jù)不同的作戰(zhàn)需求研制了一系列的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈[2-3]， 主要有Link4A，? Link11， Link16， Link22 和TTNT等。 Link4A接入方式為TDMA， 傳輸模式為半雙工， 在網(wǎng)節(jié)點不超過5個， 傳輸速率5 kbps， 主要用于向戰(zhàn)斗機傳送無線電引導(dǎo)指令; Link11接入方式為輪詢， 傳輸模式為半雙工， 在網(wǎng)節(jié)點不超過20個， 傳輸速率支持1.2 kbps和2.4 kbps兩個速率檔， 主要用于M系列格式報文進行空中、 陸地、 艦船等戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)之間的信息交換; Link16采用時間分隔多路存取結(jié)構(gòu)、 預(yù)定時隙協(xié)議和無中心節(jié)點組網(wǎng)方式， 并采用時分多址（TDMA） 方式和擴頻、 跳頻、 跳時技術(shù)， 多網(wǎng)時在網(wǎng)節(jié)點不超過20個， 單網(wǎng)時在網(wǎng)節(jié)點可達100～200個， 傳輸速率支持28.8 kbps，? 57.6 kbps和115.2 kbps三個速率檔， 主要用于J系列格式報文進行航空母艦、 導(dǎo)彈巡洋艦、 導(dǎo)彈驅(qū)逐艦等戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)間的信息交互[4]; Link22集Link11和Link16功能于一體， 仍采用時分多址（TDMA） 或動態(tài)時分多址（STDMA） 方式， 其設(shè)計目的是提高Link11的抗干擾與傳輸能力和兼容Link16數(shù)據(jù)鏈 [5-6]; 戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TTNT， Tactical Targeting Network Technologies）是美國在突破了先進戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)瞄準(zhǔn)技術(shù)等高速移動目標(biāo)對抗相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)后提出的一種戰(zhàn)術(shù)協(xié)同數(shù)據(jù)鏈， 具有網(wǎng)絡(luò)容量大、 延時低、 抗干擾能力強等特點， 可以高效迅速地實現(xiàn)對機動目標(biāo)的偵察和打擊[7-8]。

國內(nèi)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈研究起步較晚， 但也取得相關(guān)成果， 如曾服役于海軍裝備的HN-900戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈。 近年來， 隨著戰(zhàn)爭模式和對抗方式的改變， 國內(nèi)學(xué)者及科研人員在面向時敏突發(fā)業(yè)務(wù)競爭接入機制領(lǐng)域開展了相關(guān)研究。? 文獻[9]提出面向時敏業(yè)務(wù)的接入體制， 該接入體

制通過多個不同跳頻圖案進行多路接收處理， 這樣必定造成處理成本增加， 其文獻中碼速率為64 Mbps， 未考慮造價和成本， 工程實現(xiàn)價值不高且僅適用于負(fù)載較輕的網(wǎng)絡(luò)。 文獻[10-13]提出了基于負(fù)載統(tǒng)計的多址接入， 其負(fù)載統(tǒng)計方式均采用廣播負(fù)載統(tǒng)計信令的方式， 引入了額外開銷， 而且大都采用單信道模擬仿真， 無法滿足戰(zhàn)術(shù)協(xié)同響應(yīng)需求。

TTNT戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈能夠很好地適用于具有突發(fā)業(yè)務(wù)特點的戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)， 但由于國外技術(shù)封鎖僅可獲知TTNT和SPMA的相關(guān)框架， 相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)細(xì)節(jié)無從知曉。 基于TTNT技術(shù)封鎖和國內(nèi)突發(fā)業(yè)務(wù)相關(guān)接入體制容量小、 信道利用率不高的問題， 提出以TTNT戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈為背景、 以多路同時接收為基礎(chǔ)、 以犧牲物理層處理算法復(fù)雜度為代價的低延時、 高信道利用率、 抗干擾強的接入體制， 對物理層多路接收機制和MAC層自適應(yīng)接入機制的相關(guān)理論和實現(xiàn)過程進行了分析和描述， 并對此模型進行系統(tǒng)仿真得到傳輸成功率、 端到端延時及系統(tǒng)吞吐量等變化曲線。 最后分析了基于多路接收自適應(yīng)接入體制的信道利用率， 并且同單路接收自適應(yīng)接入體制、 CSMA和TDMA等常用接入體制和面向突發(fā)業(yè)務(wù)的接入體制進行網(wǎng)絡(luò)性能比較分析。

1 TTNT戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈分析

TTNT采用無中心自組織網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)， 可以實現(xiàn)快速建網(wǎng)、 入網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)， 構(gòu)建無預(yù)置設(shè)施、 抗毀能力強的戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò); TTNT物理層采用基于跳頻復(fù)用的虛擬全雙工傳輸機制， MAC層采用基于優(yōu)先級統(tǒng)計的多址接入（SPMA， Statistical Priority-Based Multiple Access）， 實現(xiàn)在網(wǎng)節(jié)點高效可靠共享無線信道。 在偵察、 監(jiān)視、 對抗等平臺以及地面指揮控制中心間構(gòu)建一個高速、 抗干擾、 自組織能力強的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)， 具備大容量網(wǎng)絡(luò)吞吐能力， 可實現(xiàn)各級作戰(zhàn)平臺的無縫鏈接[14]。

TTNT在自適應(yīng)編碼及功率控制下， 自適應(yīng)地改變FEC、 編碼方式和功率調(diào)整， 在距離增大時自動降低傳輸速率。 當(dāng)傳輸距離小于100 km， 傳輸速率可達2 Mbps， 端到端傳輸延時為2 ms; 當(dāng)傳輸距離小于200 km， 傳輸速率可達500 kbps， 端到端傳輸延時為6 ms; 當(dāng)傳輸距離為300 km， 傳輸速率可達250 kbps， 端到端傳輸延時為30 ms， TTNT主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

2 基于快速跳頻的多路同時接收處理

為了降低物理層數(shù)據(jù)包之間沖突碰撞， 物理層采用基于跳頻跳時技術(shù)的處理機制。 物理層信號處理架構(gòu)如圖 1所示。

2.1 發(fā)射處理

為了進一步減小物理層數(shù)據(jù)包之間的相互碰撞， 可將每幀數(shù)據(jù)經(jīng)編碼、 交織后拆分為多段數(shù)據(jù)， 每段數(shù)據(jù)加入導(dǎo)頻數(shù)據(jù)后分散在不同的頻率和不同的時間段上， 如圖2所示。

同時， 為了最大限度提高網(wǎng)絡(luò)節(jié)點吞吐率， 該物理層具有同時收發(fā)能力， 即物理層在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時能夠接收多個其他用戶的數(shù)據(jù)。 通過特定的波形設(shè)計和高性能譯碼器的糾錯處理， 實現(xiàn)一發(fā)多收的功能。 在發(fā)送端系統(tǒng)采用跳頻跳時體制， 將一幀數(shù)據(jù)拆分為許多短的脈沖（子幀）數(shù)據(jù)， 如圖3所示。 通過跳頻跳時將其分散在不同的頻率以及不連續(xù)的時間段上， 這樣物理層以突發(fā)的方式發(fā)送數(shù)據(jù)， 在發(fā)送數(shù)據(jù)的空閑時隙還可以接收數(shù)據(jù)[9]， 實現(xiàn)了收發(fā)同時處理的虛擬全雙傳輸模式， 有效提高了帶寬利用率。

2.2 接收處理

物理層能夠在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時接收多路數(shù)據(jù)， 如圖4所示。 圖4（a）表示疊加后的多路數(shù)據(jù);? 圖4（b）為物理層分離后的多路數(shù)據(jù)。

各路數(shù)據(jù)以特定的跳頻跳時序列分別給該特定組網(wǎng)節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)， 物理層信號處理部分的多個邏輯處理單元根據(jù)相應(yīng)的跳頻跳時序列分別處理多路數(shù)據(jù)， 分離出各路數(shù)據(jù)。 考慮到物理層在發(fā)送數(shù)據(jù)時無法完全正確接收數(shù)據(jù)， 分離出的四路數(shù)據(jù)不完整， 通過高性能譯碼器的糾錯處理能夠恢復(fù)出各路完整數(shù)據(jù)。 雖然該物理層能夠?qū)崿F(xiàn)一發(fā)多收， 但實際實現(xiàn)過程中并不占用額外的處理單元， 其處理單元均為邏輯處理單元。

2.3 多路同時接收處理能力分析

物理層采用基于收發(fā)快速切換的虛擬全雙工傳輸模式和高效的編碼機制。 編碼效率為1/3， 一個分組（1 024 bit）編碼后的長度為3 072 bit。 在2 Mbps傳輸模式下采用脈沖調(diào)制方式進行分組發(fā)送時， 將編碼后的分組拆分為12個脈沖在跳頻跳時圖案的控制下進行發(fā)送和接收。 對于1/3編碼效率的Turbo編碼只要能夠接收一半以上的突發(fā)便能恢復(fù)出完整的數(shù)據(jù)分組， 且能容忍脈沖不超過10%的沖突碰撞， 即單個脈沖沖突小于10%仍能正確接收該突發(fā)。 該傳輸處理機制下， 一個脈沖（256 bit）的傳輸時間tp為

tp=256/16 M=16 μs（1）

收發(fā)通道在幀長Tp內(nèi)可傳輸突發(fā)p：

Tp=1024/2 M=500 μs（2）

p=500/16=31.25（3）

采用高效編譯碼處理后， 只要接收一半以上的突發(fā)便能恢復(fù)出整個分組， 則基于多路同時接收的處理機制在一個幀長內(nèi)可處理分組數(shù)目Np描述如下：

Np=31.25/6>5（4）

即在一個幀長內(nèi)可傳輸6個分組， 采用快速切換開關(guān)實現(xiàn)收發(fā)間的快速切換， 實現(xiàn)一發(fā)四收的虛擬全雙工傳輸， 在2 Mbps數(shù)據(jù)發(fā)送的同時可接收8 Mbps的數(shù)據(jù)， 吞吐量可達10 Mbps。

3 基于信道負(fù)載感知的自適應(yīng)接入

戰(zhàn)術(shù)協(xié)同控制指令通常呈現(xiàn)出突發(fā)模式且對時效性有較高要求， CSMA和TDMA等接入?yún)f(xié)議無法滿足高動態(tài)時敏目標(biāo)對抗要求。 本文結(jié)合文獻[15]的基于負(fù)載統(tǒng)計和自適應(yīng)閾值幀調(diào)度方法思想， 提出基于信道負(fù)載感知的閾值自適應(yīng)接入方法。 通過感知信道負(fù)載計算信道占用率， 根據(jù)當(dāng)前分組接入閾值， 決定分組是否接入信道， 閾值通過傳輸成功率動態(tài)調(diào)整。 自適應(yīng)接入機制為戰(zhàn)術(shù)信息傳輸提供有效QoS保障， 在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較大的情況下， 接入機制通過抑制低優(yōu)先級業(yè)務(wù)來降低信道負(fù)載， 保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的可靠傳輸。

基于信道負(fù)載感知的閾值自適應(yīng)接入體制主要由信道負(fù)載感知、 閾值自適應(yīng)調(diào)整和分組調(diào)度處理三個模塊組成。

3.1 信道負(fù)載統(tǒng)計

文獻[16]給出了基于物理層和網(wǎng)絡(luò)層兩種負(fù)載統(tǒng)計方式并進行了仿真分析， 基于兩種統(tǒng)計方式提出混合式信道負(fù)載統(tǒng)計方式。 混合式信道負(fù)載統(tǒng)計采用容限控制的方式選擇控制信道負(fù)載統(tǒng)計方式， 當(dāng)物理層統(tǒng)計結(jié)果和網(wǎng)絡(luò)層統(tǒng)計結(jié)果的差值小于容限時， 以物理層統(tǒng)計結(jié)果為負(fù)載統(tǒng)計結(jié)果;? 反之， 以網(wǎng)絡(luò)層統(tǒng)計結(jié)果為負(fù)載統(tǒng)計結(jié)果。 混合式信道負(fù)載統(tǒng)計仍保留了廣播負(fù)載統(tǒng)計信令的機制， 不僅為系統(tǒng)引入額外的傳輸開銷， 而且由于存在一定的延時， 造成信道負(fù)載統(tǒng)計結(jié)果不夠準(zhǔn)確。 混合式信道負(fù)載統(tǒng)計還需要合適的容差作為統(tǒng)計方式的選擇控制， 如果容差設(shè)置不合適， 將造成負(fù)載統(tǒng)計方式選擇偏差， 致使負(fù)載統(tǒng)計結(jié)果不準(zhǔn)。 文獻[10]也提出改進的混合式信道負(fù)載統(tǒng)計， 在負(fù)載較低的情況下采用網(wǎng)絡(luò)層和物理層統(tǒng)計結(jié)果的均值作為當(dāng)前信道負(fù)載， 但仍保留了廣播負(fù)載統(tǒng)計信令和依據(jù)特定參數(shù)評判網(wǎng)絡(luò)負(fù)載大小的處理方法。

基于上述分析， 提出基于目的ID的信道負(fù)載統(tǒng)計方式。 自適應(yīng)接入體制物理層采用快速跳頻跳時處理機制， 即每個節(jié)點存在一個與其ID對應(yīng)的跳頻跳時圖案， 并在圖案的控制下接收數(shù)據(jù)。 只有同自己圖案相同的數(shù)據(jù)才會被接收處理， 其他圖案的數(shù)據(jù)均為噪聲。 基于目的ID的信道負(fù)載統(tǒng)計通過物理層持續(xù)統(tǒng)計更新頻率集內(nèi)各個頻點偵聽到的脈沖數(shù)目， 并寫入負(fù)載統(tǒng)計隊列供上層分組接入信道判斷時使用。 當(dāng)上層分組到達MAC層時， 通過解析幀頭獲得目的ID， 然后根據(jù)目的ID的圖案獲取統(tǒng)計時間內(nèi)的接收脈沖并計算信道占用率， 進而可以將此信道占用率同閾值比較， 控制分組的信道接入。 負(fù)載統(tǒng)計采用滑動窗口積分的方式進行信道負(fù)載統(tǒng)計[17]。 滑動窗步進為500 μs（一個幀長）， 窗長為10 ms， 即物理層以500 μs為周期， 周期性上報各頻點所接收的脈沖數(shù)目， MAC層收到物理層上報的接收脈沖數(shù)并填入相應(yīng)頻點的負(fù)載統(tǒng)計隊列， 信道負(fù)載統(tǒng)計可描述為

P=∑Ni=0Rxi/N（5）

L=∑20i=0Pi/20（6）

式中： P為滑動步進窗內(nèi)目的節(jié)點跳頻圖案的平均脈沖; N為跳頻點數(shù); Rxi為信道i上接收的脈沖數(shù)目;? L為目的節(jié)點跳頻圖案信道負(fù)載; Pi為第i個滑動步進窗內(nèi)的脈沖數(shù)目。 窗長為10 ms， 則滑動步進窗的數(shù)目為20。

基于目的ID的信道負(fù)載統(tǒng)計方式不僅能夠精確計算目的節(jié)點的信道負(fù)載， 而且能夠兼容多節(jié)點點對點傳輸時的接入控制。

3.2 閾值自適應(yīng)調(diào)整

由于分組到達時間的概率分布存在較大隨機性， 導(dǎo)致信道接入閾值很難通過公式給出， 即使分組到達時間分布滿足理想情況下的泊松分布， 但該等式因為不可積， 無法得到閾值的準(zhǔn)確等式， 無法獲取準(zhǔn)確的閾值[15]。 仿真測試可以通過多次測試得到信道接入閾值， 但基于仿真測試的閾值計算方法本質(zhì)上是一種固定閾值的接入控制， 節(jié)點的加入、 離開、 拓?fù)渥兓胺纸M到達時間分布都會對閾值造成很大的影響， 且仿真環(huán)境同真實環(huán)境存在一定差異， 不適用于具有突發(fā)業(yè)務(wù)的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)。 文獻[18]在TSMP-MAC接入?yún)f(xié)議設(shè)計中采用業(yè)務(wù)分配的方式計算閾值， 首先需要最低優(yōu)先級的閾值， 仍需要實驗測試等方式獲得， 不具有靈活性和實用性。 再者， 該方法需要節(jié)點業(yè)務(wù)量的比例， 不僅難以獲取全網(wǎng)業(yè)務(wù)量， 而且對于突發(fā)業(yè)務(wù)的戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計業(yè)務(wù)比例難以表征當(dāng)前的業(yè)務(wù)狀況。

基于上述分析， 結(jié)合文獻[15]基于幀成功傳輸概率自適應(yīng)閾值調(diào)整方法的思想， 提出自適應(yīng)動態(tài)調(diào)整的閾值計算方法。 文獻[15]的閾值調(diào)整方法乘法遞增階段本質(zhì)上是一種指數(shù)遞增模式。 指數(shù)函數(shù)模型有著增長速度同自變量正相關(guān)的特點， 即開始增長速度很慢， 后來隨著自變量的增大而增長速度不斷加快， 不符合信道閾值動態(tài)調(diào)整初始階段的變化規(guī)律。 不僅會為系統(tǒng)帶來較大的穩(wěn)態(tài)時間， 還會造成較大的超調(diào)量， 不利于系統(tǒng)快速達到穩(wěn)定狀態(tài)。 為此，? 提出新的閾值自適應(yīng)計算方法， 在閾值自適應(yīng)的初始階段采用對數(shù)遞增模式。 對數(shù)函數(shù)模型有著同指數(shù)函數(shù)模型相反的特點， 增長速度隨著自變量的增加而不斷減小。 同閾值自適應(yīng)初始階段的變化規(guī)律相同， 能夠使系統(tǒng)快速達到穩(wěn)定狀態(tài)。

閾值自適應(yīng)計算通過分組成功傳輸率和信道負(fù)載動態(tài)自適應(yīng)計算閾值。 閾值自適應(yīng)計算方法能夠很好地適用于高動態(tài)拓?fù)浜途哂型话l(fā)業(yè)務(wù)的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)， 節(jié)點的加入和離開以及拓?fù)涞淖兓芎芸爝_到當(dāng)前系統(tǒng)的真實閾值。

閾值動態(tài)自適應(yīng)調(diào)整過程如圖5所示。 閾值自適應(yīng)過程可分為對數(shù)遞增、 比例遞增及自適應(yīng)動態(tài)調(diào)整三個階段。

3.2.1 對數(shù)遞增階段

由于剛開始信道閾值是未知的， 且由于信道接入分組較少， 要想很快達到系統(tǒng)穩(wěn)定時的穩(wěn)態(tài)吞吐量， 接入

分組應(yīng)滿足起初存在較大的增長速度， 且隨著時間的推

移增長速度持續(xù)變換的規(guī)律。 因此， 起初采用對數(shù)遞增的增長模式， 其閾值Thl可通過下式確定：

Thl=（-lg（Rc）+1）×L（7）

式中： Thl為對數(shù)遞增處理后的閾值; L為上一個幀長內(nèi)的信道負(fù)載; Rc為信道占用率， 經(jīng)歸一化處理后其取值范圍為 [0， 1]。 剛開始時， 信道負(fù)載為零， 允許所有分組接入， 信道占用率Rc較小， 即信道負(fù)載較低， Thl迅速增加。 由于初始階段主要為入網(wǎng)建網(wǎng)指令， 相對數(shù)據(jù)較少， 且設(shè)備上電時間存在較大隨機性， 分組間碰撞概率較低。 建網(wǎng)入網(wǎng)指令均為應(yīng)答式交互， 當(dāng)未收到應(yīng)答指令時， 節(jié)點會再次下發(fā)建網(wǎng)入網(wǎng)請求指令， 即使分組碰撞丟失也不會造成網(wǎng)絡(luò)組建失敗。 隨著業(yè)務(wù)量的增加， 信道占用率Rc不斷增加， Thl增長速度越來越慢， 即Thl越來越接近信道負(fù)載L。 當(dāng)信道負(fù)載較大時， Rc接近于1， Thl約等于信道負(fù)載L， 即

Thl≈L（8）

此時， 閾值基本同信道負(fù)載相同。 當(dāng)分組到達時間間隔滿足信號可處理間隔時， 該閾值即為真實閾值。 但通常當(dāng)負(fù)載較大時， 隨機分布的分組造成成功率分組間沖突碰撞， 傳輸成功率隨之降低（低于99%）。 當(dāng)傳輸成功率首次低于99%時， 根據(jù)接入信道分組的90%計算退避時間， 使接入信道的分組降為原來的90%。 將此時信道接入閾值記為閾值初值Thb， 閾值調(diào)整進入比例遞增階段， Thb可描述為

Thb=0.9×L（9）

3.2.2 比例遞增階段

經(jīng)過對數(shù)遞增階段， 系統(tǒng)得到最接近真實閾值且滿足傳輸可靠性要求的閾值初值Thb， 但此時接入信道的分組仍小于系統(tǒng)吞吐量。 由于接入信道的分組同真實閾值間的差值δT較小， 采用比例遞增即可很快逼近真實閾值且不會引入較大超調(diào)量。 閾值比例遞增調(diào)整可描述為

Thm=Thb+k×N（10）

式中：k為比例系數(shù); N為比例遞增階段閾值調(diào)整的次數(shù)。 當(dāng)傳輸成功率在比例遞增階段首次低于99%時， 將最近兩次信道接入分組的均值記為Thm， 即

Thm=Tri+Tri-12=Tri-1+Tri-Tri-12（11）

式中：

Tri為本次接入信道的分組量; Tri-1為上次接入信道的分組量。 Thm相比Thb更進一步接近真實閾值， 此時閾值調(diào)整進入動態(tài)調(diào)整階段。

3.2.3 動態(tài)調(diào)整階段

閾值調(diào)整進入動態(tài)調(diào)整階段， 閾值接近吞吐量， 僅需要在閾值附近適當(dāng)波動即可達到穩(wěn)定于系統(tǒng)吞吐量的接入信道分組。 當(dāng)成功率低于99%時， 通過退避機制適當(dāng)減少分組接入數(shù)目使傳輸成功率迅速回到99%以上; 當(dāng)成功率高于99%時， 適當(dāng)增加信道分組的接入， 提高系統(tǒng)吞吐量。 動態(tài)調(diào)整信道閾值Thd可通過下式確定：

Thd=[1+ki×（r-99%）]×L，? r≥99%

[1-kd×（99%-r）]×L，? r<99%? （12）

式中： r為傳輸成功率; L為信道負(fù)載; Thd為動態(tài)調(diào)整處理后的閾值; ki， kd均為修正系數(shù)， 默認(rèn)為1， 可根據(jù)系統(tǒng)對可靠性和吞吐率的要求分別調(diào)整ki和kd。

3.3 分組調(diào)度處理

分組調(diào)度處理的本質(zhì)是通過退避接入在時域上進行有效展寬， 降低分組間的沖突概率， 提高傳輸可靠性。 文獻[19]提出了基于優(yōu)先級的退避策略， 可描述為

tbackoff， i=tupdate +rand tupdate2×（i-1）（13）

式中： tbackoff， i為退避時間; tupdate為負(fù)載統(tǒng)計窗口時長; i為優(yōu)先級， i=1， 2， 3…， n; rand（x）為取區(qū)間[0，? x]內(nèi)均勻分布隨機數(shù)。

通過上述機理分析， 基于優(yōu)先級的退避策略本質(zhì)上可視為時隙分配調(diào)度， 通過優(yōu)先級將分組分散在滑動窗口時間內(nèi)來降低分組間的沖突， 提高傳輸可靠性。 但基于區(qū)分優(yōu)先級的退避策略存在不足之處， 首先， 基于區(qū)分優(yōu)先級的退避策略存在較大延時， 就最高優(yōu)先級（i=0）而言， 其平均端到端延時為tupdate無法滿足時敏目標(biāo)瞄準(zhǔn)要求。 其次， 基于優(yōu)先級隨機退避的隨機過程采用均勻分布， 在節(jié)點較少時可以避免沖突， 當(dāng)節(jié)點較多時， 仍存在較大的相同或相似的概率， 分組間存在較大沖突， 無法滿足大容量組網(wǎng)通信的要求; 且各優(yōu)先級退避時間隨機分布過程的起始值均為0， 相應(yīng)地也增加了隨機時間相同的概率， 高優(yōu)先級分組傳輸成功率無法得到保證。 最后， 基于區(qū)分優(yōu)先級的退避策略從概率的角度在時域上相當(dāng)于整體向后搬移， 只有將閾值控制在較低時有效， 嚴(yán)重降低了系統(tǒng)信道利用率。

基于上述分析， 提出基于分組服務(wù)時間的退避策略。 該策略的思想是通過分組服務(wù)時間控制分組接入信道的數(shù)目接近信道真實閾值， 達到傳輸成功率不低于99%的傳輸可靠性; 通過基于區(qū)分優(yōu)先級的隨機退避時間， 降低分組間的沖突概率， 提高信道利用率。

為了保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的可靠傳輸和時效性， 應(yīng)增加低優(yōu)先級業(yè)務(wù)退避時間， 減少低優(yōu)先級業(yè)務(wù)的接入， 使接入信道的分組在系統(tǒng)吞吐量內(nèi)， 便能達到99%的成功率和高優(yōu)先級業(yè)務(wù)低延時的要求。 剩余閾值是計算滿足接入高優(yōu)先級分組后系統(tǒng)剩余的閾值：

Bi=Li， i=0， CAT≥Li

CAT，? i=0，? CAT

CAT-∑j=i-1j=0Lj，? i>0（14）

式中： B為剩余閾值; L為信道負(fù)載; i為優(yōu)先級; CAT為信道接入閾值。

允許接入分組比例Ai可描述為

Ai=BiCAT

本地節(jié)點可用閾值為

Thai=Bi·ri（15）

式中： Tha為本地節(jié)點可用閾值; r為本地節(jié)點業(yè)務(wù)分組占網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)分組的比例。

分組服務(wù)時間是計算低優(yōu)先級分組被調(diào)度的時間和分組接入信道的時間， 使分組盡可能均勻地分布于發(fā)送信道， 降低沖突概率， 提高成功率。

分組服務(wù)時間ti可描述為

ti=T·Ai（16）

式中： T為系統(tǒng)允許的最大延遲時間。

隨機退避是增加分組接入信道的隨機性， 降低分組間的沖突。 隨機退避時間同優(yōu)先級、 信道負(fù)載成正相關(guān)， 可描述為

TRi=N（Ti， δi）（17）

式中：

Ti=ti/2， i=0∑i-1j=0tj + ti/2， i>0; δi=ti/2;

N（T， δ）為期望為T、 方差為δ的正太分布。

當(dāng)優(yōu)先級分組負(fù)載Li較小時， 剩余閾值Bi遠(yuǎn)大于負(fù)載Li， 允許接入當(dāng)前優(yōu)先級的全部分組; 當(dāng)負(fù)載Li較大時， 剩余閾值Bi小于負(fù)載Li， 只允許接入當(dāng)前優(yōu)先級部分分組， 此時接入信道分組的總量剛好等于信道閾值， 信道利用率達到最大; 當(dāng)負(fù)載Li很大時， 剩余閾值Bi等于0， 不允許當(dāng)前優(yōu)先級分組接入， 只允許接入高于當(dāng)前優(yōu)先級的分組， 接入信道分組的總量仍等于信道閾值， 信道利用率仍達到最大， 且分組傳輸成功率不低于99%。 在信道負(fù)載超過接入閾值的情況下， 無論信道負(fù)載如何變化， 系統(tǒng)的吞吐量總能恒定維持在真實閾值附近， 且傳輸成功率不低于99%。

基于閾值自適應(yīng)的接入體制相比于文獻[20-24]等閾值設(shè)計算法具有更好的信道利用率， 文獻[17]的閾值設(shè)計算法可描述為

Thi=dN-1×∑N-1j=0rj∑ij=0rj， 0≤i≤N-2（18）

從式（18）可知， 閾值同ri為非線性關(guān)系， 這符合優(yōu)先級退避的規(guī)律。 但由于非線性的存在和ri的隨機分布， 無法保證接入的分組維持在閾值ThN-1附近， 造成帶寬資源浪費。? 其信道接入分組可描述為

CA=L1-∑ri！≡ThN-1（19）

基于分組服務(wù)時間的退避策略是基于剩余閾值計算分配的方式， 避免了信道利用不充分的問題， 能夠?qū)l(fā)送分組在有效的接入時域內(nèi)進行展寬， 降低了分組間的沖突， 提高傳輸可靠性和信道利用率。

4 仿真及結(jié)果分析

從成功率、 端到端延時、 吞吐量等系統(tǒng)性能進行接入體制性能分析， 并將基于多路同時接收的接入體制同單路接收的接入體制、 CSMA和TDMA等接入體制進行比較。

4.1 仿真條件

面向多節(jié)點的協(xié)同突發(fā)業(yè)務(wù)接入體制采用OPNET仿真工具進行仿真驗證。 分別進行了24， 48， 72節(jié)點的動態(tài)仿真， 節(jié)點隨機動態(tài)地分布于100 km×100 km的區(qū)域中， 傳輸速率為2 Mbps。 業(yè)務(wù)分為0～3共4個優(yōu)先級， 各優(yōu)先級業(yè)務(wù)的到達時間服從泊松分布且時間間隔為1 ms， 分組長度為1 024 bit， 如表2所示。

4.2 性能分析

4.2.1 端到端延時分析

端到端延時統(tǒng)計結(jié)果如圖6所示。 可見， 24， 48， 72節(jié)點平均端到端延時分別為3.8 ms， 5 ms， 5.6 ms， 即隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大和在網(wǎng)節(jié)點數(shù)目的增加， 平均端到端延時也隨之增大， 但仍能滿足不大于10 ms的延時要求。 高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的端到端延時約為1.2 ms， 滿足戰(zhàn)術(shù)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)端到端延時的要求。 開始端到端傳輸延時出現(xiàn)較大波動是由于起初接入機制進入閾值自適應(yīng)的對數(shù)遞增階段， 造成接入退避時間不夠穩(wěn)定。 端到端延時包括接入延時、 傳輸延時、 傳播延時、 信號處理時間。

4.2.2 傳輸成功率分析

傳輸成功率統(tǒng)計如圖7所示。 由于信道接入閾值采用動態(tài)自適應(yīng)的算法， 分組傳輸成功率能夠很好地穩(wěn)定在99%以上。 當(dāng)成功率低于99%時， 自適應(yīng)算法立即降低信道接入閾值， 傳輸成功率很快達到99%的可靠傳輸。 但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大和在網(wǎng)節(jié)點數(shù)目的增加， 傳輸成功率也隨之出現(xiàn)波動， 但系統(tǒng)能夠很快回到成功率99%以上的傳輸。

4.2.3 吞吐量分析

吞吐量統(tǒng)計結(jié)果如圖8所示。 無論是24節(jié)點、 48節(jié)點， 還是72節(jié)點， 系統(tǒng)接收吞吐量均能接近8 Mbps， 系統(tǒng)平均吞吐量約為7.6 Mbps， 信道利用率為95%。 起初吞吐量為0， 是由于建網(wǎng)和入網(wǎng)過程致使節(jié)點無法發(fā)送數(shù)據(jù)所造成的， 節(jié)點越多， 建網(wǎng)所需時間越長。 自適應(yīng)接入體制采用基于剩余閾值的閾值分配策略， 當(dāng)信道負(fù)載遠(yuǎn)大于接入閾值時， 只允許接入部分分組且接入的分組等于信道接入閾值， 信道利用率達到最大; 當(dāng)信道負(fù)載小于接入閾值時， 降低接入延時， 減小平均端到端延時。

4.3 性能對比

網(wǎng)絡(luò)性能對比主要從閾值自適應(yīng)接入體制（MR-ATMA）同普通接入和基于突發(fā)業(yè)務(wù)接入兩種體制分別進行對比， 參與對比的普通接入體制主要為SR-ATMA， CSMA及TDMA等常用接入體制， 突發(fā)業(yè)務(wù)接入體制主要為面向高時敏業(yè)務(wù)的多址接入?yún)f(xié)議（RT-MAC）[9]、 無需物理層統(tǒng)計數(shù)據(jù)的SPMA改進協(xié)議（SPMA-NPS）、 基于業(yè)務(wù)量統(tǒng)計的多優(yōu)先級接入?yún)f(xié)議（TSMP-MAC）[11]等面向戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈突發(fā)業(yè)務(wù)的接入體制。

4.3.1 普通接入體制比較

普通接入體制比較主要從端到端延時和信道利用率進行比較， 結(jié)果如表3所示。

（1） 延時比較

端到端延時統(tǒng)計如圖9所示。 多收體制下的平均端到端延時比SR-ATMA低2 ms， 較CSMA接入體制有更好的穩(wěn)定性。 由于MR-ATMA采用信道負(fù)載統(tǒng)計的接入方式， CSMA在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較大時， 載波監(jiān)聽持續(xù)偵聽到“信道忙”的信號， 造成分組接入持續(xù)退避， 端到端延時加大。 較TDMA有更低的延時， 比TDMA延時少45 ms。 TDMA采用時隙劃分的接入方式， 對于突發(fā)業(yè)務(wù)， 造成某些節(jié)點時隙浪費， 致使端到端延時較大[24]。

（2） 信道利用率比較

信道利用率比較結(jié)果如圖10所示。 MR-ATMA具有更高的信道利用率， 高達95%; CSMA的信道利用率只有51%; SR-ATMA的信道利用率為66%; TDMA的

信道利用率為80%。 MR-ATMA分別較CSMA， SR-ATMA， TDMA信道利用率高出44%， 29%和15%。 這是因為CSMA通信載波監(jiān)聽決定信道接入， 造成信道資源浪費[25]; SR-ATMA采用單通道接收處理， 不利于沖突避免， 要達到高的可靠傳輸， 只能接入少的分組， 造成信道資源浪費;? TDMA需要時隙的預(yù)約和分配， 對于突發(fā)業(yè)務(wù)容易造成時隙浪費， 致使信道資源浪費。

4.3.2 突發(fā)業(yè)務(wù)接入體制比較

突發(fā)業(yè)務(wù)接入體制比較主要從傳輸可靠性和端到端延時進行比較。

（1） 端到端延時比較

端到端延時比較結(jié)果如圖11所示。? 隨著吞吐量的增加， MR-ATMA端到端延時較為穩(wěn)定， 能夠穩(wěn)定在5 ms左右。 當(dāng)吞吐量達到10 Mbps時， 端到端延時約為5.6 ms。 RT-MAC端到端延時約為7 ms， 由于吞吐量超過0.2 Mbps時傳輸成功率幾乎為0， 不存在端到端延時， 延時記為0。? TSMP-MAC在吞吐量低于6 Mbps時， 端到端延時約為0.5 ms; 當(dāng)超過6 Mbps時， 延時迅速增加; 當(dāng)吞吐量為8 Mbps時， 延時高達85 ms， 且最大吞吐量僅9 Mbps。 SPMA-NPS在吞吐量低于6 Mbps時， 端到端延時約為0.5 ms; 當(dāng)吞吐量超過6 Mbps時， 端到端延時快速增加; 當(dāng)吞吐量達到10 Mbps時， 端到端延時為5 ms。

（2） 傳輸可靠性比較

傳輸可靠性主要通過分組傳輸成功率進行衡量， 分組傳輸成功率比較如圖12所示。 MR-ATMA傳輸成功率始終穩(wěn)定在99%以上。 RT-MAC在吞吐量低于0.02 Mbps時， 成功率約為90%。 隨著吞吐量的增加， 傳輸成功率迅速下降。 當(dāng)吞吐量超過0.2 Mbps時， 成功率幾乎為0。 這是由于RT-MAC采用跳頻圖案進行沖突避免， 但跳頻圖案有限， 造成分組間碰撞丟失。 TSMP-MAC在吞吐量低于6 Mbps時， 成功率可超過99%; 超過6 Mbps時， 成功率迅速下降;? 當(dāng)吞吐量達到9 Mbps時， 傳輸成功率幾乎為0。 SPMA-NPS在吞吐量不超過4 Mbps時， 傳輸成功率能夠不低于99%; 當(dāng)吞吐量達到10 Mbps時， 成功率約為60%。

根據(jù)上述分析， MR-ATMA更適用于具有業(yè)務(wù)突發(fā)特點的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)， 吞吐量可達10 Mbps， 且成功率不低于99%， 延時約為5.6 ms。

5 結(jié)? 論

本文基于TTNT戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈體制提出一種基于突發(fā)業(yè)務(wù)的低延時接入體制。 首先進行了TTNT戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈相關(guān)體制分析， 并基于TTNT體制進行了面向多節(jié)點協(xié)同突發(fā)業(yè)務(wù)接入體制設(shè)計及理論分析， 最后在OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件上進行了仿真。 面向多節(jié)點協(xié)同突發(fā)業(yè)務(wù)接入體制以物理層一發(fā)四收處理機制為支撐， 在閾值自適應(yīng)接入機制的控制下， 在保證端到端延時和高可靠性的要求下， 有效提高了信道利用率， 信道利用率高達95%， 較CSMA， SR-ATMA和TDMA接入體制分別提高了44%， 29%和15%， 且高優(yōu)先級業(yè)務(wù)端到端延時不超過2 ms， 平均端到端延時約為5.6 ms， 傳輸成功率不低于99%。 其處理機制和網(wǎng)絡(luò)性能同TTNT體制相當(dāng)， 能很好地適用于具有突發(fā)業(yè)務(wù)特點的戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻：

[1] 鄭文慶， 金虎， 郭建蓬， 等. 一種新型數(shù)據(jù)鏈MAC協(xié)議及其信道占用研究[J]. 計算機仿真， 2019， 36（7）： 148-152.

Zheng Wenqing， Jin Hu， Guo Jianpeng， et al. Research on a New Data Link MAC Protocol and? its Channel Occupancy[J]. Computer Simulation， 2019， 36（7）： 148-152.（in Chinese）

[2] 趙銳， 鐘榜， 朱祖禮. 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈發(fā)展現(xiàn)狀及其對戰(zhàn)略投送信息化建設(shè)的啟示[J]. 四川兵工學(xué)報， 2012， 33（12）： 60-62.

Zhao Rui， Zhong Bang， Zhu Zuli. Development Status of Tactical Data Link and Its Enlightenment to Strategic Delivery Information Construction [J]. Journal of Sichuan Ordnance， 2012， 33（12）： 60-62.（in Chinese）

[3] 楊志軍， 劉征， 丁洪偉， 等. 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問控制層優(yōu)化控制及性能分析[J]. 兵工學(xué)報， 2020， 41（2）： 305-314.

Yang Zhijun， Liu Zheng， Ding Hongwei， et al. Optimal Control of Improved MAC Protocol for Tactical Data Link Networks and Its Performance Analysis[J]. Acta Armamentarii， 2020， 41（2）： 305-314.（in Chinese）

[4] Feng W， Li Y F， Yang X T， et al. Blockchain-Based Data Transmission Control for Tactical Data Link[J]. Digital Communications and Networks， 2021， 7（3）： 285-294.

[5] 劉浩然， 宋福曉， 方洪俊. Link22數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的仿真系統(tǒng)設(shè)計[J]. 無線電工程， 2011， 41（6）： 1-4.

Liu Haoran， Song Fuxiao， Fang Hongjun. Simulation System Design of Link22 Network[J]. Radio Engineering， 2011， 41（6）： 1-4.（in Chinese）

[6] 王翔， 白翔， 潘莉麗. 北約Link22系統(tǒng)消息傳輸策略研究[J]. 通信技術(shù)， 2013， 46（12）： 34-37.

Wang Xiang， Bai Xiang， Pan Lili. Message Exchange Strategy in NATO Link22 System[J]. Communications Technology， 2013， 46（12）： 34-37.（in Chinese）

[7] 金榮， 張衡陽. 美軍TTNT數(shù)據(jù)鏈發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 現(xiàn)代導(dǎo)航， 2014， 5（2）： 154-156.

Jin Rong， Zhang Hengyang. Development Situation of Tactical Targeting Networks for US Force[J]. Modern Navigation， 2014， 5（2）： 154-156.（in Chinese）

[8] 蘇寶霞. 高動態(tài)航空自組網(wǎng)MAC協(xié)議研究與設(shè)計[D]. 西安： 西安電子科技大學(xué)， 2015： 3-5.

Su Baoxia. MAC Protocol Research and Design for Highly-Dynamic Aeronautical Ad Hoc Networks[D]. Xian： Xidian University， 2015： 3-5.（in Chinese）

[9] 李志林. 面向高時敏業(yè)務(wù)的統(tǒng)計優(yōu)先級多址接入技術(shù)研究[D]. 南京： 南京航空航天大學(xué)， 2018： 25-44.

Li Zhilin. Research on Statistical Priority-Based Multiple Access Technology for High Time-Sensitive Services[D]. Nanjing： Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， 2018： 25-44.（in Chinese）

[10] 王玉龍. TTNT戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈媒體接入控制協(xié)議關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 北京： 北京交通大學(xué)， 2018： 10-38.

Wang Yulong. Research on Key Technologies of MAC Protocol in TTNT Tactical Data Link[D]. Beijing： Beijing Jiaotong University， 2018： 10-38.（in Chinese）

[11] 劉志峰. 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈路層的研究與設(shè)計[D]. 北京： 北京理工大學(xué)， 2016： 11-16.

Liu Zhifeng. Research and Design of Data Link Layer for the Network Collaborative Data Link[D]. Beijing： Beijing Institute of Technology， 2016： 11-16.（in Chinese）

[12] 劉健. 基于優(yōu)先級概率統(tǒng)計的多址接入?yún)f(xié)議研究[D]. 北京： 北京郵電大學(xué)， 2017： 45-49.

Liu Jian. Performance Analysis of the Statistical Priority-Based Multiple Access[D]. Beijing： Beijing University of Posts and Telecom， 2017： 45-49.（in Chinese）

[13] Zheng W Q， Jin H. Analysis and Research on a New Data Link MAC Protocol[C]∥10th International Conference on Communication Software and Networks （ICCSN）， 2018.

[14] 黃振， 周永將. 美軍網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的重要元素： 協(xié)同數(shù)據(jù)鏈[J]. 現(xiàn)代導(dǎo)航， 2017， 8（1）： 70-73.

Huang Zhen， Zhou Yongjiang. Element of US Army Network Centric Warfare—Cooperative Data Link[J]. Modern Navigation， 2017， 8（1）： 70-73.（in Chinese）

[15] 弭寶辰. 航空自組網(wǎng)低接入時延MAC協(xié)議的研究[D]. 西安： 西安電子科技大學(xué)， 2018： 10-38.

Mi Baochen. Research on Low Access Delay MAC Protocol in Aerospace Ad Hoc Networks[D]. Xian： Xidian University， 2018： 10-38.（in Chinese）

[16] 陳少峰. 基于SPMA協(xié)議的混合式信道負(fù)載統(tǒng)計方法[J]. 現(xiàn)代導(dǎo)航， 2017， 8（1）： 42-47.

Chen Shaofeng. Hybrid Channel Load Statistical Method Based on SPMA Protocol[J]. Modern Navigation， 2017， 8（1）： 42-47.（in Chinese）

[17] Clark S M， Hoback K A， Zogg S J F. Statistical Priority-Based Multiple Access System and Method： US7680077[P]. 2010-03-16.

[18] Wang L M， Li H， Liu Z F. Research and Pragmatic-Improvement of Statistical Priority-Based Multiple Access Protocol[C]∥2nd IEEE International Conference on Computer and Communications （ICCC）， 2016.

[19] 周賽. TTNT數(shù)據(jù)鏈的多址接入?yún)f(xié)議研究[D]. 西安： 西安電子科技大學(xué)， 2015： 32-34.

Zhou Sai. On the MAC Protocol of TTNT[D]. Xian： Xidian University， 2015： 32-34.（in Chinese）

[20] Xiong J， Nan J G， Huang J K. An Traffic Intensity Based Media Access Control Protocol with Priorities[C]∥3rd IEEE International Conference on Computer and Communications （ICCC）， 2017.

[21] 鄭文慶， 金虎， 郭建蓬， 等. 一種Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議接入閾值的研究[J]. 通信技術(shù)， 2018， 51（7）： 1602-1607.

Zheng Wenqing， Jin Hu， Guo Jianpeng， et al. Access Threshold of MAC Protocol in Ad Hoc Network[J]. Communications Technology， 2018， 51（7）： 1602-1607.（in Chinese）

[22] 王希洋. 基于統(tǒng)計優(yōu)先級的數(shù)據(jù)鏈MAC協(xié)議研究[D]. 西安： 西安電子科技大學(xué)， 2017： 24-28.

Wang Xiyang. Research on Statistical Priority-Based MAC Protocol for Data Link[D]. Xian： Xidian University， 2017： 24-28.（in Chinese）

[23] 鄭文慶， 金虎， 郭建蓬， 等. 基于信道占用及優(yōu)先級的MAC協(xié)議退避算法[J]. 計算機工程與應(yīng)用， 2019， 55（11）： 80-84.

Zheng Wenqing， Jin Hu， Guo Jianpeng， et al. Backoff Algorithm for MAC Protocol Based on Channel Occupancy and Priority[J]. Computer Engineering and Applications， 2019， 55（11）： 80-84.（in Chinese）

[24] Asgharian H， Amirshahi B. Adaptive and Distributed TDMA Scheduling Protocol for Mobile Ad Hoc Networks （MANET）[C]∥2nd International Conference on Knowledge-Based Engineering and Innovation （KBEI）， 2015.

[25] 鄧曉燕， 李紅信， 童圣潔. 基于OPNET的隨機接入?yún)f(xié)議網(wǎng)絡(luò)性能研究[J]. 微計算機信息， 2008， 24（33）： 94-96.

Deng Xiaoyan， Li Hongxin， Tong Shengjie. Performance Research of Random Access Protocols Network Simulation Based on OPNET[J]. Microcomputer Information， 2008， 24（33）： 94-96.（in Chinese）

Research on Burst Services Access Mechanism for

Multi-Node Cooperation

Ding Feng1， Chen Xiaofei2*， Ma Shiyin2

（1. Space Star Technology Co.， LTD， Beijing 100086， China;

2. Xian Aerospace Remote Sensing Data Technology Co.， LTD， Xian 710054， China）

Abstract： To solve the problem of large delay and small capacity of tactical cooperative network data link，? in order to meet the requirements of low delay and large capacity in tactical network，? a threshold adaptive access mechanism based on multi-channel simultaneous reception is proposed based on tactical targeting network technologies （TTNT）. A layered open architecture is adopted in this mechanism，? and the physical layer adopts multi-channel simultaneous receiving technology based on fast frequency hopping to realize virtual full-duplex transmission mode. The MAC layer adopts threshold adaptive access technology based on channel load statistics，? which can realize fast access of burst service. Compared with SR-ATMA， CSMA，? TDMA and other access mechanisms，? it has higher channel utilization and lower access delay， and can be well applied to the tactical network with the characteristics of burst service.

Key words： tactical coordination; time sensitive target; burst service; TTNT; load statistics; multiple addresses access; data communication