数据共享业务优先的定向自组织网关键技术研究

Directional-antenna based mobile ad hoc network is often used in networking the large scale combat platform. All-to-all broadcast is one of the special but common needs in this type of network to enhance the joint-combat capability. In order to improve the validity and reliability of the multi-access signal collection, this study intends to research on the multi-carrier-based multiple access technology, using two-dimensional signal space diversity to recover the multi users' signal in the fusion node. To obtain the information of the network topology under the high dynamic conditions timely and accurately, this study intends to judge the convergence topology on the basis of the connectivity. This process will reduce the delay of topology discovery process to ensure synchronization of the whole network topology. In order to reduce the delay of all-to-all broadcast, this study intends to divide the network into multiple clusters, and then combine the link state information of physical layer and the whole network topology information to schedule the beams and time-slots. Project research results will enrich the theory of wireless ad hoc networks and promote the development of its application in special scenarios.

基于定向天线的移动无线自组织网是大型作战平台组网经常采用的网络形式，数据共享是这种组网应用中一种特殊但普遍的业务需求，对于提升信息化联合作战能力具有重要意义。为了提高多点定向发射和融合节点全向接收条件下信号汇集的有效性和可靠性，本课题拟研究基于多载波的多址技术，利用信号二维空间分集的自由度实现多用户信号在融合节点的完美恢复。为了在高动态条件下及时准确地获得全网拓扑信息，本研究拟采用韧性连通度法则作为分布式判断拓扑收敛的依据，减小拓扑发现过程延时，保证全网拓扑信息同步。为了保证数据共享的服务质量，本研究拟采用多级分簇方式划分网络，结合底层链路状态和全网拓扑信息，设计时隙和波束联合调度方法。项目研究成果将丰富无线自组织网理论并推动其在特殊场景下应用的发展。

本文着重研究了以定向传输为主要传输模式的无线自组织网的构建、评估、设计中的科学问题，特别是以全到全通信业务（或称数据共享业务）为主要应用的无线自组织网。主要研究内容包括数据共享业务优先的定向传输无线自组织网的邻居发现、资源调度、多址接入等问题。在用于分析无线自组网网络容量的两个传统模型基础上，建立了融合物理模型和干扰模型的多波束定向传输无线自组网传输模型，设计了不同传输模式下的资源调度方法；以雷达通信一体化系统组网、空地一体组网为研究对象，建立了二维和三维立体定向自组网模型，并研究了最低延迟和最优停止准则的邻居发现方法；针对多优先级报文传输的应用，研究了无冲突链路调度和时延敏感的全到全广播方法。以上工作将作为未来信息化条件下联合作战信息网络设计的重要理论支撑。