引用本文:
王小瑞,李端,陈冬冬. 深空光通信网中定向接入协议研究[J]. 光通信技术,2021,45(8):18-22.
王小瑞,李 端,陈冬冬
(郑州轻工业大学 计算机与通信工程学院,郑州450002)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为了研究深空光通信骨干网媒体访问控制(MAC)协议,设计了深空光通信骨干网络,提出了一种扁平的无线Mesh深空光网络结构。结合激光通信的特点,对网络中的节点模型进行了多接口设计,并进一步提出了定向媒体访问控制(DMAC)协议。仿真结果表明:相比非定向媒体访问控制(NDMAC)协议,DMAC协议可有效改善网络性能。
关键词:深空通信;激光通信;多接口;媒体访问控制协议
中图分类号:TN929.12 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2021)08-0018-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.08.004
0 引言
信道资源的合理分配和管理是深空光通信网的关键问题之一。媒体访问控制(MAC)协议主要解决如何给相互竞争的用户分配无线信道资源,即控制媒体如何接入信道来进行数据的发送[1-3]。MAC协议的好坏直接影响到网络的吞吐量、公平性、时延和信道空分复用率等性能。
按照接入方式的不同,MAC协议主要分为基于竞争的信道接入协议和无竞争的信道接入协议2类[4-7]。基于竞争的信道接入协议主要是指网络中没有中心实体来进行信道资源的分配,必须通过竞争的方式来获取信道资源,如ALOHA协议、载波侦听多路访问(CSMA)协议、载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)协议和IEEE 802.11 DCF等。而无竞争的信道接入协议则预先为通信节点分配专用信道资源,如时分多址(TDMA)协议、频分多址(FDMA)协议、码分多址(CDMA)协议等[8-10]。深空光通信网与现有的地面通信网、卫星网络以及微波通信网不同。针对深空光通信骨干网的接入协议研究相对较少,并且现有的MAC协议多为全向的MAC协议(如ALOHA协议、CSMA协议和CSMA/CA协议等)[11]不能直接运用到深空光网络中。全向的MAC协议指工作天线是全向的,全向天线在进行信号传输时会向所有的方向发送能量,但是被接收端接收到的仅是其中一小部分,绝大部分都被浪费了。因此,对深空光通信骨干网MAC接入协议的研究很有必要。
本文对深空光通信骨干网络结构进行设计,提出定向媒体访问控制(DMAC)接入协议,从而提高网络性能。
3 结束语
本文对深空光通信骨干网络结构进行了设计,提出了一种扁平的无线Mesh深空光通信网结构,每个骨干节点作为星际通信的中继站,并以太阳为中心为每个行星建立拉格朗日平衡系统,从而支持长距离多跳传输。并对网络中的节点模型进行了多接口设计,结合深空光通信的特性,提出了DMAC接入协议。仿真结果表明:相比于NDMAC接入协议,本文提出的DMAC接入协议可大大提高网络吞吐量和减小传输时延,有效地改善了网络性能。在接下来的工作中,将针对深空光视距通信定向接入时产生的定向隐藏终端和耳聋问题进行协议的改进,发挥深空光通信优势的同时进一步提高网络性能。