[發明專利]一種軍事作戰通信鏈路選擇機制度量方法

在審

• 申請號: 202110046538.6
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112867090A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 潘成勝;彭丹丹;董云泉
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04W40/12
• 分類號: H04W40/12;H04W40/22;H04W84/18;H04W4/40;G06Q50/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種軍事作戰通信鏈路選擇機制度量方法，包括步驟1：計算直接鏈路中指揮中心成功接收信息的概率；步驟2：計算中繼鏈路中中繼無人機和指揮中心成功接收信息的概率；步驟3：分別計算直接鏈路和中繼鏈路的平均信息年齡AoI；步驟4：估算并比較當前時刻的直接鏈路和中繼鏈路的即時信息年齡，進而選擇即時年齡較小的鏈路進行通信。本發明提出一種在軍事作戰中合理選擇通信鏈路的技術方案，設計相應的信息傳輸時效性能度量方法，并定量刻畫鏈路時效性能，實現充分、靈活的利用網絡設施，保證端到端信息傳輸的時效性，及時有效地完成信息傳輸。

技術領域

本發明涉無線通信網絡領域，尤其涉及一種軍事作戰通信鏈路選擇機制度量方法。

背景技術

軍用自組織無線網絡可以為戰術兵團和各種部隊、分隊作戰指揮提供基本的通信保障，戰場環境下軍事通信中至關重要的組成部分，受到世界上許多國家的高度重視。例如，美軍已經制定軍用戰術互聯網的相關標準MIL-STD-188-220B。由于在作戰環境中指揮中心與移動通信終端距離通常較遠，還受到戰場環境的遮擋和反射，通常需要布置通信無人機，利用中繼轉發為戰術通信網絡中的端到端通信提供可靠的通信鏈路。此外，軍事作戰自組網絡通常對信息傳輸的實時性都有嚴格的要求，如何優化的選擇信息的傳輸路徑逐漸成為軍事作戰自組網絡中亟待解決的技術。

發明內容

發明目的：本發明目的是提供一種軍事作戰自組網絡中面向端到端通信的鏈路選擇機制，以及相應的信息時效性度量方法，實現端到端信息傳輸的時效性。

技術方案：本發明提供一種軍事作戰通信鏈路選擇機制度量方法，包括如下步驟：

步驟1：計算直接鏈路中指揮中心成功接收信息的概率；

步驟2：計算中繼鏈路中中繼無人機和指揮中心成功接收信息的概率；

步驟3：分別計算直接鏈路和中繼鏈路的平均信息年齡AoI；

步驟4：估算并比較當前時刻的直接鏈路和中繼鏈路的即時信息年齡，進而選擇即時年齡較小的鏈路進行通信。

進一步地，步驟1中直接鏈路中指揮中心成功接收信息的概率表達式為：

其中，λ是信道衰落參數，σ²是信道噪聲功率，g₀是直連鏈路衰減增益，V_T是設置的閾值。

進一步地，將式(1)中的信道參數g₀替換為移動終端與無人機之間的信道參數g₁和無人機與指揮中心之間的信道參數g₂，計算出移動通信終端成功將數據包傳輸到中繼無人機的概率μ和指揮中心成功解碼來自無人機的信息的概率ν。

進一步地，步驟3中直連鏈路的平均信息年齡，即當前時刻減去最新成功接收數據包生成時間的差值的平均值，可按照如下公式計算：

其中，p是移動終端數據速率，q是直接鏈路中指揮中心成功接收信息的概率。

進一步地，步驟4中，將公式(1)中的信道衰落參數λ分別替換為直連鏈路和兩跳中繼鏈路的即時信道增益，計算直連鏈路和中繼鏈路的即時信息年齡，記為δ_D和δ_R進而作為鏈路選擇的準。

進一步地，步驟4具體包括：

如果δ_Dδ_R,移動終端直接與指揮中心通過直接鏈路發送數據；