一种联合功率域的SPMA协议性能改进策略

方 宇,吕 娜,陈柯帆,陈 卓

(空军工程大学信息与导航学院，西安，710077)

作为网络中心战的关键通信技术，数据链将传感器平台、武器平台以及指挥平台有效互联为一个战术网络，通过各平台战术信息的高效交互，实现平台优势互补，形成体系作战能力[1]。从Link系列数据链的信息分发共享到TTNT、CEC数据链的协同打击，数据链的信息交互性能需求随作战形态的变化而不断提高[2]。

TTNT(tactical targeting network technology,TTNT)数据链面向动目标的实时探测和精确打击，战术信息传输时延极低(小于2 ms)、传输速率高(传输速率大于2 Mbps)、可靠性高(最高优先级成功传输概率大于99%)、吞吐量高(大于10 Mbps)[3]。针对战术信息传输的严苛要求，TTNT数据链采用基于随机竞争信道接入技术的SPMA(statistic priority-based multiple access,SPMA)多信道MAC协议，综合时间域和频率域扩展可用信道资源，大幅降低交互过程中的战术信息碰撞概率[4]。但作为一种随机多址接入技术，SPMA协议未完全解决信息碰撞问题，高负载情况下的碰撞现象仍十分严重，导致高优先级信息的可靠性、时延远低于性能要求，同时带来低优先级信息无法使用信道发送的饿死现象，网络吞吐量不能达到设计性能要求，信道利用率迅速降低[5-6]。

关于降低SPMA协议碰撞概率、提高信道利用率的研究已有一段时间。文献[7]提出一种多优先级单阈值接入控制协议，可以增加无人机网络的信道利用率，提高数据传输成功率和吞吐量。文献[8]设计出一种混合式信道负载统计方法，有效地降低了信道冲突，保证了战术信息发送的实时性和高优先级信息较高的成功传输概率。……