论文部分内容阅读
随着信息化的发展,数据链的建设是信息化战争的重要保证,其中以北约国家研制的Link系列数据链最为典型。Link-22数据链是一种抗干扰、保密可靠、灵活机动的中速率战术数据链。由于相关技术的封锁,目前国内缺乏对Link-22数据链技术的研究。本论文以Link-22数据链为应用背景,研究Link-22数据链网络时间同步算法以及动态时隙分配协议。本论文对Link-22数据链进行概述,并详细介绍了 Link-22数据链的系统配置、通信规范(包括技术特性和消息标准)以及网络结构特点,分析对比Link-22数据链与Link-11数据链和Link-16数据链的性能,为后面的研究奠定理论基础。针对Link-22数据链的TDMA通信系统要求其各个成员间同步精度至少要达到和保持百微秒级别,本论文基于往返计时报文(Round Trip Timing,RTT)时间同步协议和精确时间同步协议(Precision Time Synchronization Protocol,PTP)的优缺点进行结合与改进,提出了基于往返精确计时(Round Trip Precision Timing,RTPT)的时间同步算法;为了进一步提高Link-22数据链的TDMA通信系统时间同步的精度,本论文在对RTPT算法与时钟模型推出的状态空间方程基础上,结合卡尔曼滤波算法来滤除RTPT时间同步算法中无法避免的误差,并通过仿真验证结合卡尔曼滤波和RTPT时间同步算法的正确性。然后,本文针对Link-22数据链时隙资源紧缺的特点,提出了基于多邻居空闲时隙动态释放的时分多址接入协议(Idle timeslot exchange-TDMA, ITE-TDMA),提高了系统的时隙利用率以及减少了消息的时延,并通过排队论分析ITE-TDMA协议的时隙分配评估方法。最后,本论文通过OMNeT++仿真平台搭建Link-22数据链系统,并对于Link-22数据链分别采用基于优先级的固定TDMA协议以及ITE-TDMA协议,对比分析Link-22数据链在两种不同的协议下在不同场景中的报文队列等待时延、端到端时延以及系统的时隙利用率,证实了 ITE-TDMA协议能够在报文突发的情况下提高Link-22数据链系统的时隙利用率并能够降低报文的时延。