第３０卷第６期 ２０１３年６月 计算机应用研究 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｖｏ１．３０ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２０１３ 一种区分服务的ＤＴＮ概率路由算法术 申健，夏靖波，付凯，孙昱 （空军工程大学信息与导航学院，西安７１００７７） 摘要：针对ＤＴＮ网络中不同优先级的数据包需要区分服务的问题，提出了区分服务的概率路由算法ＳＤＲＰ。 该算法提出了参考概率这一概念，相遇节点针对不同的数据包优先级定义了不同的参考概率，若相遇节点的参 考概率大于发送节点的转发概率则将数据包转发，否则不转发。仿真表明，ＳＤＲＰ算法使不同优先级数据包的 递交率呈层次化分布，高中低优先级数据包的递交率由高到低依次排列。该算法使ＤＴＮ网络在不改变原有网 络通信性能的基础上。较好地实现了根据数据包优先级的不同而区分服务的功能。 关键词：ＤＴＮ网络；路由算法；区分服务；参考概率；ＳＤＲＰ算法 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１—３６９５（２０１３）０６—１７７２—０３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１．３６９５．２０１３．０６．０４４ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄ ＤＴＮ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ＳＨＥＮ Ｊｉａｎ，ＸＩＡ Ｊｉｎｇ—ｂｏ，ＦＵ Ｋａｉ，ＳＵＮ Ｙｕ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００７７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ａｌｌｕｓｉｏｎ ｔｏ ｓｅｒｖｉｃｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｙ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｃｋｅｔｓ ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ＤＴＮ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｕｔ ｆｏｒ— ｗａｒｄ ｔｈｅ ＳＤＲＰ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ．ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｄｅｆｉｎｅｄ ｄｉｉｆｅｒｅｎｔｌｙ ａｃ— ｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐａｃｋｅｔｓ ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｏｆ ｍｅｅｔｉｎｇ ｈｙｂｒｉｄｓ．Ｉｆ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｅｅｔｉｎｇ ｈｙｂｒｉｄ ｗａｓ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｓｅｎｄｉｎｇ ｎｏｄｅ，ｔｈｅ ｐａｃｋｅｔ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＳＤＲＰ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｐａｃｋｅｔｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｒａｔｉｏ．Ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｉｎ ＤＴＮ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｉｔｈｏｕｔ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＤＴＮ ｎｅｔｗｏｒｋ；ｒｏｕｔｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｓｅｒｖｉｃｅ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄ；ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ；ＳＤＲＰ（ｓｅｒｖｉｃｅ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏ１）ａｌｇｏｒｉｔｈｍ 本文在ＰＲＯＰＨＥＴ算法的基础上，提出了一种区分服务的 ０ 引言 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ体系结构和其中许多协议无法很好地适用于存在 概率路由算法ＳＤＲＰ，重新定义路由转发的策略，使网络能够 根据数据包优先级的不同进行区分服务。 高延时路径和频繁的网络，如陆地移动网络、军事无线自 组织网络、星际网络及传感器等，这一类的网络被称做受限网 络” 。然而，受限网络中通信源和目标不存在完整连通路径， １ 相关工作 １．１优先级定义 并不意味着不能实现通信，由于节点的移动，两个节点可以进 入相互通信范围而交换数据 Ｊ。ＤＴＮ（ｄｅｌａｙ ｔｏｌｅｒａｎｔ ｎｅｔｗｏｒｋ） 网络在２００３年由Ｆａｌｌ等人 ’ 首次提出，其基本设计目标是 支持具有断续连接、大时延、高误码率等特性的异构网络的互 联和互操作。影响ＤＴＮ网络正常运行的关键技术有很多，路 ２ 在ＤＴＮ的体系结构中，ＢＵＮＤＬＥ层的进程控制标示比特 层通过第７、８两个字节定义了数据的优先级，如图１所示。 １ ０ ０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ ０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ ０ ｛ 竺 ：！！！！ ｌ ！ ！竺！ ！：： Ｉ ！竺！ ｌ 由技术便是其中之一。根据ＤＴＮ的特点，网络中节点具有快 速移动性，链路具有频繁中断特性，所以ＤＴＮ以随机路由为 图１ ＢＵＮＤＬＥ层的进程控制标示比特层 其共分为三个等级：００＝低优先级，０１：中优先级，１０＝高 优先级。ＤＴＮ所有区分优先级的路由算法都是基于此定义了 三种不同优先级，本文的工作也是在定义的三种优先级的基础 上展开的，在识别出数据包的优先级后，采取相应的路由策略， 实现区分服务的功能。 主。随机路由的经典算法有传染算法（ｅｐｉｄｅｍｉｃ） Ｊ、喷射和等 待算法（ｓｐｒａｙ ａｎｄ ｗａｉｔ）Ｅ ５］、消息摆渡算法（ｍｅｓｓａｇｅ ｆｅｒｒｙｉｎｇ） 以及ＰＲＯＰＨＥＴ算法 。其中ＰＲＯＰＨＥＴ算法是以节点之间的 历史相遇频率作为计算转发概率的依据，并将消息转发给效用 较大的节点，以提高消息成功交付的概率，该算法的应用较为 广泛。同时，在实际网络中，根据数据的重要程度不同，数据通 常具有不同的优先等级，这也是在路由中需要考虑的问题。 收稿日期：２０１２ １１ １１；修回１５１期：２０１２．１２．２２ １．２基于优先级的路由算法 现有的ＤＴＮ路由算法中，基于优先级区分服务的有以下 几种：文献［８］把消息最大拷贝数表示为消息初始优先级函 基金项目：全军军事学研究生课题资助项目 作者简介：中健（１９８８一），男（满族），辽宁鞍山人，硕士研究生，主要研究方向为ＤＴＮ网络（８１９０７４５６５＠ｑｑ．ｃｏｎ１）；夏靖波（１９６３一），男，河北秦皇 岛人，教授，博导，主要研究方向为通信网络规划与管理等；付凯（１９８７一），男，山东济宁人，硕士研究生，主要研究方向为容迟／容断网络；孙昱，男， 江西吉安人，硕士研究生，主要研究方向为网络流量提取． 第６期 申健，等：一种区分服务的ＤＴＮ概率路由算法 ・１７７３・ 数，根据优先级的不同，在转发时，高优先级数据将多转发固定 数量的副本给相遇节点，以提高递交率，该算法没有根据各节 点的转发特性不同而进行转发策略区分。文献［９］通过为后 续高优先级业务预留缓存资源的方法，减小ＤＴＮ中由于保管 当优先级为高时，Ｃ＜１；当优先级为中时，Ｃ＝１；当优先级 为低时，Ｃ＞１。由式（４）可见，当优先级不同时，参考概率相应 不同。当数据包为高优先级时，参考概率较小 即相遇节点转 发概率的参考阈值较低，更多的数据包将满足转发条件实现转 发，以此提高递交率。当数据包为中优先级时，参考概率等于 节点ａ的转发概率。当数据包为低优先级时，参考阈值较高， 传输协议造成节点缓存资源的耗尽而引起的网络拥塞，从而改 善服务质量，该算法在节点缓存较低时或高优先级数据频繁到 来时，会造成低优先级数据极大的延迟及丢包率，严重影响了 较少的数据包副本在网络中传输，降低了递交率。 ２．２．２参数选取 低优先级数据的传输。文献［１０］只考虑了在网络出现拥塞 时，优先丢弃低优先级数据包以保证高优先级数据包的顺利转 发，并没有考虑网络未发生拥塞时服务的区分问题。文献 ［１１］在传染路由算法的基础上，根据信息的优先级，分队列存 网络转发中的参考概率同链路的带宽与消息的大小相关。 数据包的优先级由高到低依次定义为３、２、１级，用字母 、 、 表示， 为任意一个数据包的优先级。Ｇ的取值定义为 储管理并采用不同的转发策略，整体上提高了网络的利用率并 降低了时延，但数据并没有根据优先级的不同而进行服务 区分。 、 ２ 算法设计 ＤＴＮ路由的一个主要目标是最大可能地传递消息 ，即 递交率是ＤＴＮ路由中最重要的评价指标。ＤＴＮ网络中数据包 的优先级即为数据包的重要程度，不同优先级的数据包应该拥 有不同的递交率以区分其重要程度。本文ＳＤＲＰ算法根据各 节点的转发概率特性，在保证各优先级数据均能以各自概率实 现递交的基础上，实现按优先级的服务区分。 ２．１转发概率计算 本文提出的ＳＤＲＰ算法在转发概率计算阶段采用ＰＲＯＰＨ— ＥＴ算法的计算与更新方法，不同节点相遇时计算相互间的转 发概率，主要包含以下三种情况： ａ）当两节点相遇，彼此在对方的通信范围之内，转发节点 将更新自身的转发概率，转发概率更新公式为 Ｐ（ ６）＝Ｐ（。， ，）。ｌｄ＋（１一Ｐ（ ，６）。ｌｄ）ＸＰ。 ．（１） 其中：Ｐｉ 为设定的初始常量。由式（１）可以看出，若转发节点 与其他节点相遇较为频繁，那么其转发概率也相对较高。 ｂ）经一段时间，若两节点没有相遇，或彼此并没有在对方 的通信范围内，那么转发节点的转发概率相应降低，其更新概 率公式为 Ｐ（。６）＝Ｐ（。，．６）。ｌｄ Ｘ７ （２） 其中： ∈［０，１）为衰减常数， 为上次概率更新后经过的时间 单元个数。由此可见，当转发节点一定时间没有与其他节点相 遇，那么其转发概率将下降。 ｃ）若。、６两节点经常相遇，ｂ、ｃ两节点经常相遇，那么Ｃ是 ０的良好中继节点，ｏ、ｃ间的概率更新公式为 Ｐ（ ，。）Ｉ－．Ｐ（。， ）。ｌｄ＋（１一Ｐ（。， ）。ｌｄ）ＸＰ（。６）×Ｐ（ｂ， ，） （３） 即节点间的转发概率具有传递属性。 ２．２消息转发过程 ２．２．１ 转发条件 为区分不同优先级的服务，本文提出了参考概率这一概 念。当高优先级数据包转发时，需要增加其转发概率，提高其 可达性。若节点。向节点ｄ发出消息，当节点。与另一节点６ 相遇时，将ｂ的转发概率Ｐ 与节点。的参考概率Ｐ 相比 较。若Ｐ ＞Ｐ，，则转发此信息，否则不转发。参考概率定 义为 Ｐ，Ｉ－．Ｃ・Ｐ（。．ｄ） （４） ｃ＿１＋０．１ （詈 ｃ 。） （５） 其中：Ｂ为链路带宽， 为消息大小。当 ＝ ，即高优先级时， Ｃ＜１；当 ＝ ，即中优先级时，Ｃ＝１；当 ＝ ｚ，即低优先级时， Ｃ＞１。由式（５）分析，当数据包传输时，若带宽较高，或消息较 小，则说明网络冗余相对较大，链路相对空闲，可以降低对参考 阈值的要求，降低ｃ的取值，以此传输更多的数据包副本，以 提高数据的递交率及网络的利用率，反之亦然。 ２．３算法可行・眭分析 ２．３．１ 基于优先级的递交率分析 以两跳转发为例进行优先级递交率分析。假设节点。向 节点ｄ转发过程中，中继节点中的ｍ个节点，它们的转发概率 分别为Ｐ（１ｄ），Ｐ（２ｄ），…，Ｐ（ ｄ）。Ｐ（１．，，，ｄ），尸（２ｄ），…，Ｐ（ ，。ｄ）均大于 节点ｎ转发概率Ｐ（ ｄ），Ｐ（２ｄ），…，Ｐ（ ｄ）＞Ｐ（。，ｄ），即Ｐ（１，。，，ｄ）。中 继节点中有ｎ个节点，它们的转发概率表示为Ｐ（ ＋ ， Ｐ（ ＋２ｄ），…，Ｐ（ ｄ），Ｐ（ ＋１，，ｄ），Ｐ（ ＋２，ｄ），…，Ｐ（ ｄ）均小于节点 ０转发概‘率Ｐ（ ）且大于参考概率Ｐ 即Ｐ ＜Ｐ（ ＋ｌｌ Ｐ（ ＋２ｌ …，Ｐ（ ｄ）＜Ｐ（ ）。现节点ｎ中有一高优先级数据 包。若按照ＰＲＯＰＨＥＴ算法，则转发副本给概率为Ｐ Ｐ（：．ｄ），…，Ｐ（ ）的ｍ个节点，可得数据的递交率： Ｐ＝１一（１一Ｐ（１．ｄ））（１一Ｐ（２，ｄ））…（１一Ｐ（ ，ｄ）） 若按ＳＤＲＰ算法，则转发副本给概率为Ｐ（１ ｌ），Ｐ（２＿ …， Ｐ（ ｄ），Ｐ（ ＋ｌｄ），Ｐ（ ＋２ｄ），…，Ｐ（…，，，，ｄ）的ｍ＋ｎ个节点，可得数据 递交率： Ｐ ＝１一（１一Ｐ（１，ｄ））（１一Ｐ（２ｄ））…（１一Ｐ（ ，．ｄ））…（１一Ｐ（ ＋ ．ｄ）） 由于０＜１一 ＜１（１≤ ≤ｍ＋ｎ），所以Ｐ ＞Ｐ，即实现了 高优先级数据包在ＤＴＮ网络中的高递交率及高可达性。 ２．３．２链路拥塞状态分析 假设网络中各节点的转发概率在［０，１］间均匀分布。在 ＰＲＯＰＨＥＴ算法中，网络的一条链路负载为Ｓ＝Ｍ．［１一 Ｐ ］，Ｓ表示网络负载， 为节点转发过程中相遇的节点数。 在ＳＤＲＰ算法中，当高优先级数据包在网络中传输时，单位时 间内会产生更多数据包副本，负载为 Ｓ＝Ｍ－［１一Ｇ・Ｐ（。，ｄ）］（Ｃ＜１） 会增加网络开销，加重网络负担，甚至造成网络拥塞。中优先 级数据包产生的网络负载与ＰＲＯＰＨＥＴ算法相同（Ｃ＝１）。而 低优先级数据包传输时会减少网络中的副本数，传递节点只对 那些传递概率大于参考概率的节点发送副本： ． Ｓ＝ｇ・［１一Ｃ・Ｐ（ ．ｄ）］（Ｃ＞１） 因此会减小网络负载，缓解网络拥塞，即低优先级数据包以牺牲 自身的递交率降低ＳＤＲＰ算法的网络负载。在高低优先级数据 ・１７７４・ 计算机应用研究 第３０卷 包出现概率相近时，ＳＤＲＰ算法并不会加重网络的拥塞程度。 足，无法在高延迟的ＤＴＮ网络中实现数据的递交，因此，在 ３仿真实验与分析 ３．１ 指标参数 １－ｒＬ下降的过程中，递交率总体呈下降趋势。 评价ＤＴＮ路由算法的指标通常为递交率、负载比率。网 络负载和文献［１３］中提出的投递效用指标也从不同方面对网 络性能进行了评价。本文通过以上四个指标分析算法的性能， 分别定义如下： ａ）递交率。递交成功的数据包数量与总的投递数据包数 ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ ８０ ９０ ｌ０ｏ ＴｒＬ／ｓ ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ ８０ ９０ １ｏ０ ＴｒＬ／Ｓ 量的比值。 ｂ）负载比率。定义为 。成功传输包的次数一传到目的地包的个数 一 传到目的地包的个数 用来描述数据传递的重复率。负载比率越高说明网络的效能 越低，若负载比率为０，即成功传输包的次数等于传到目的包 的个数，则说明传输效率为百分之百。 Ｃ）网络负载。网络内部的数据传输率，可用网络中的数 据包数量表示。 ｄ）投递效用。定义叼为递交率与网络负载的比值，用来 描述相同网络负载下的递交率，通过投递效用能很好地比较网 络性能。 ３．２仿真场景设置 ＯＮＥ仿真平台是基于Ｊａｖａ的离散事件仿真器，是专门针 对ＤＴＮ协议框架而设计的，可以实现移动模型、路由算法及应 用协议的仿真。本文采用ＯＮＥ仿真平台进行实验，在该平台 中应用ＳＤＲＰ算法实现不同优先级的服务区分，并与ＰＲＯＰＨ— ＥＴ算法进行比较。 仿真模拟场景采用ＯＮＥ中默认场景，模拟区域大小为 ４５００ ｍ×３４００ ｒｎ，由１２６个节点组成。节点共分为三组，根据 三组节点的特点不同分别进行设置。第一组为行人步行节点， 速度为０．５—１．５ ｍ／ｓ，节点缓存５０ ＭＢ，节点８０个。第二组为 汽车行驶节点，速度为２．７—１３．９ ｍ／ｓ，节点缓存５０ ＭＢ，节点 ４０个。第三组为有轨电车行驶节点，速度为７—１０ ｍ／ｓ，节点 缓存５０ ＭＢ，节点６个。默认仿真参数如表１所示。 表１默认仿真参数 参数 默认值 仿真场景 ４５００１１１ ｘ３４０ｏ ｍ 仿真时间 １Ｏ ０ｏ０ ｓ 事件更新间隔 ０ １ ｓ 消息产生间隔 ２５—３５ ｓ 消息大小 １ Ｍ 链路带宽 ２ Ｍｂｐｓ ３．３仿真结果 用ＯＮＥ仿真平台对以上场景进行仿真，将ＳＤＲＰ算法同 ＰＲＯＰＨＥＴ方法进行比较分析，并将不同优先级的数据包根据 不同指标进行比较。 １）对递交率的影响 由图２、３可见，ＳＤＲＰ算法中，不同ＴＴＬ的情况下，三种数 据包按照优先级低中高的不同，递交率呈层次化分布。而 ＰＲＯＰＨＥＴ算法对数据包的优先级不敏感，没有针对不同优先 级对数据包进行区分服务，不同优先级数据包的递交率基本一 致。另外，当１ＴｒＬ下降时，部分在缓存中的数据包由于ＴＴＬ不 图２ ＳＤＲＰ算法递交率对比 图３ ＰＲＯＰＨＥＴ算法递交率对比 ２）对负载比率的影响 负载比率描述的是传递到目的节点数据的重复性。在网 络传输质量评价中，传输效率同负载比率呈负相关的关系。由 图４可见，在ＳＤＲＰ算法中，低优先级数据包拥有更低的负载 比率，即传输效率更高。高优先级数据包拥有更高的负载比 率，传输效率更低。 由以上实验分析可知，ＳＤＲＰ算法中不同优先级数据在网 络传输中拥有不同的递交率，优先级越高转发的概率越大，实 现了按优先级区分服务的功能。从性能上分析，高优先级数据 包递交率提高，但会造成网络负载的加重，传输效用有所下降， 负载比率即到达的数据重复率增加。低优先级数据包递交率 下降，却减轻了网络的负担，传输效用大幅上升，数据到达的重 复率也有所降低，平衡了整个网络的综合性能。 ３）对网络负载的影响 图５为不同优先级数据包在网络中传输所产生的数据副 本数。由于在ＰＲＯＰＨＥＴ算法中不同优先级对副本转发数量 没有影响，中优先级数据在ＳＤＲＰ算法同ＰＲＯＰＨＥＴ算法中的 数据副本数相同。由图可见，高优先级数据在ＳＤＲＰ算法中产 生较多副本，为网络带来了高负载，而低优先级数据在ＳＤＲＰ 算法中却减少了网络中的副本数，减小了网络负载。 ＴｒＵｓ ＴＦＬ／ｓ 图４ ＳＤＲＰ算法负载比率对比 图５ ＳＤＲＰ算法网络负载比较 ４）对传递效用的影响 传统的评价参数无法完全评价算法的优劣，例如传染算法 和ＰＲＯＰＨＥＴ算法的递交率较高，但是网络开销很大；喷射和 等待路由的递交率较低，但它的网络开销很小。故采用传递效 用这一参考指标，即比较相同开销下的递交率，来比较算法带 来的网络性能。 由图２、６可见，高优先级数据在ＳＤＲＰ算法中递交率上升 了１３．９％，传递效用下降了１９．３％。低优先级数据在ＳＤＲＰ 算法中递交率下降１８．８％，但是其传递效用却大幅度增加了 ６７．６％。低优先级数据虽然部分牺牲了自身的递交率，却极大 地提升了网络的传递效率。 ４ 结束语 本文在传统ＰＲＯＰＨＥＴ算法的基础上， （下转第１７８２页） ・１７８２・ 。 计算机应用研究 第３０卷 ４．２算法收敛性和稳定性分析 由ＬＭＳ算法可知，迭代步长值的选取是影响算法稳定性 和收敛性的主要参数，下面就在 ＝０．０３，ＯＬ ＝０．８， ：＝０．１， ｏ／ ＝０．１时对ＬＭＳ和ＭＣ ＬＭＳ抗干扰算法进行性能分析。 图７横轴是数据快拍数，纵轴是误差信号的相对幅值。灰 方向波束图的情况下，仍能使干扰信号的频谱能量仍被抑制到 了噪声限，达到抗干扰的目的。仿真结果验证了算法的有效 性。该方法简单可行、效果好，在雷达、卫星扩频通信等强干扰 环境中应用广泛。特别是在自适应抗干扰天线工程设计的关 键技术一Ｍｃ—ＬＭＳ算法的ＦＰＧＡ实现中，ＭＣ．ＬＭＳ算法运算简 单，易于硬件实现，在不损耗大量资源的情况下满足硬件系统 的需求。 参考文献： ［１］杨莘元，温萍萍，杨雷．空间平滑自适应阵的性能研究［Ｊ］．哈尔滨 色标记为误差信号ｅ（ｎ），黑色标记为期望信号ｄ（／７，）。可以看 出（ｂ）的误差信号ｅ（ ）收敛速度较快，并有较小的稳态失调 误差，克服了ＬＭＳ算法收敛速度和稳态误差难以兼顾的问题。 ｛翌 工程大学学报，２０００，２１（６）：３９－４６． ［２］赵永波，张守宏．存在相干信号时的最优波束形成［Ｊ］．通信学 报，２００２，２３（２）：１１３．１２１． 粤 莨 Ⅱ 迎 ［３］张扬，邹洲，吕泽均，等．基于均匀圆阵的相干信号波束形成方法 ［Ｊ］．电子科技大学学报，２００７，３６（１）：２Ｏ．２３． ｏ １ｏ０ｏ ２０００ ３０００ ４０００ ５Ｏ０ｏ ６０００ ｏ １０ｏ０ ２０００ ３０００ ４０００ ５０００ ６０００ ［４］冯起，吕波，朱畅，等．ＧＰＳ接收机抗干扰自适应阵性能仿真研究 ［Ｊ］．计算机仿真，２０１０，２７（１）：９４－９７． ［５］龚耀寰．自适应滤波一时域自适应滤波和智能天线［Ｍ］．北京：电 子工业出版社，２００３：３７－３８． 数据快拍数 （ａ）ＬＭＳ算法 数据快拍数 （ｂ）ＭＣ—ＬＭＳ算法 图７算法收敛性和稳定性分析结果 综合以上仿真结果可以得出：在干扰信号相干环境下，该 抗干扰算法不必区分期望信号和干扰信号，避免常规的干扰抑 制方法由于自相关矩阵不满秩时存在的零点指向误差问题，通 过频谱分析图可以得到抑制干扰的效果，且算法收敛速度快、 稳定性高，应用于导航接收机系统时，可以保证其正常工作实 时不被干扰。 ［６］戴凌燕，王永良，李荣锋．一种相干环境下的稳健自适应波束彤成 算法［Ｊ］．现代雷达，２００９，３１（１１）：５９—６３． ［７］桑怀胜，李峥嵘，王飞雪，等．采用ＲＬＳ算法的功率倒置阵列的性 能［Ｊ］．国防科技大学学报，２００３，２５（３）：３６—４Ｏ． ［８］ＧＥＣＡＮ Ａ，ＺＯＬＴＯＷＳＫＩ Ｍ．Ｐｏｗｅｒ ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ＧＰＳ ｎｕｌｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ａｎｔｅｎｎａ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ ｏｆ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ（ＩＣＮ）Ｃｏｎ— ｆｅｒｅｎｃｅ．１９９５：８６１－８６８． ５ 结束语 本文提出了一种基于均匀圆阵的相干干扰抑制方法。该 ［９］Ａｕ Ｒ Ｌ，ＫＨＡＮ Ｓ Ａ，ＡＬＩ Ａ，ｅｔ ａ１．Ａ ｒｏｂｕｓｔ ｌｅａｓｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ａｌｇｏ・ ｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ａｄａｐｔｉｖｅ ａｒｒａｙ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ［Ｊ］．Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１２．６８（４）：１４４９．１４６１． 方法不需要任何先验信息，在相干干扰无法形成具有固定零陷 （上接第１７７４页）提出了ＳＤＲＰ算法，重新定义了节点的转发策 ［４］ＮＡＩＮ Ｄ，ＰＥＴＩＧＡＲＡ Ｎ，ＢＡＬＡＫＲＩＳＨＮＡＮ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｒｏｕｔｉｎｇ 略，解决了在ＤＴＮ网络中根据数据包优先级不同而区分服务 的问题。高优先级数据包以牺牲低优先级数据包的递交率为 代价提高了自身的递交率，达到了区分服务要求。实验证明， 高优先级数据所牺牲的网络性能，低优先级数据均能给予弥 补，若高低优先级数据量相差不大，则整个ＤＴＮ网络在实现服 务区分的同时，性能将保持稳定。下一步的工作将继续围绕本 ａｎｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｆｏｒ ｍｅｓｓａｇｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ ｈｏｃ ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］． Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００４，９（６）：５９５—６０４． ［５］ ＳＰＹＲＯＰＯＵＬＯＳ Ｔ，ＰＳＯＵＮＩＳ Ｋ，ＲＡＧＨＡＶＥＮＤＲＡ Ｃ Ｓ．Ｓｐｒａｙ ａｎｄ ｗａｉｔ：ａｎ ｅｆｉｃｉｆｅｎｔ ｒｏｕｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｍｏｂｉｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ ｏｆ ＡＣＭ ＳＩＧＣＯＭＭ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｄｅｌａｙ—Ｔｏｌｅｒａｎｔ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＡＣＭ Ｐｒｅｓｓ，２００５：２５２－２５９． 文提出的ＳＤＲＰ算法展开，将网络传输性能进一步优化。 ［６］ＺＨＡＯ Ｗ，ＡＭＭＡＲ Ｍ，ＺＥＧＵＲＡ Ｅ．Ａ ｍｅｓｓａｇｅ ｆｅｒｒｙｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｄａｔａ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｉｎ ｓｐａｒｓｅ ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ ｈｏｃ ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ ｏｆ ＡＣＭ Ｍｏｂｉｈｏｃ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＡＣＭ Ｐｒｅｓｓ．２００４：１８７－１９８． ［７］ＬＩＮＤＧＲＥＮ Ａ，ＤＯＲＩＡ Ａ，ＳＣＨＥＬＥＮ Ｏ．Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ ｉｎｔｅｒ— 旺 ｍｉｔｔｅｎｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕ— ｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｖｉｅｗ，２００３，７（３）：ｌ９．２０． 进 ［８］苏会卫，孙琳，欧瑜枫．ＤＴＮ中服务感知的自适应消 Ｅ－转发路由算 法［Ｊ］．计算机工程与设计，２０１０，３１（Ｉ７）：３８１６・３８１９． ＴⅡ Ｓ 图６ ＳＤＲＰ算法传输效用对比 ［９］徐昌彪，王宇，祁彦．ＤＴＮ中基于服务等级的Ｐｕｓｈ—Ｐｕｌｌ拥塞控制 研究［Ｊ］．计算机应用研究，２０１０，２７（１０）：３９２９—３９３１． ［１０］王贵竹，徐正欢，李晓峰．ＤＴＮ中依据报文质量的拥塞控制策略 参考文献： ［１］ＦＡＬＬ Ｋ．Ａ ｄｅｌａｙ－ｔｏｌｅｒａｎｔ ｎｅｔｗｏｒｋ ｒａｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆｒ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｄ ｉｎｔｅｒｎｅｔｓ ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ ｏｆ ＡＣＭ ＳＩＧＣＯＭＭ．２００３：２５—２９． ［２］熊永平，孙利民，牛建伟，等．机会网络［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ， ２００９，２０（１）：１２４－１３７． ［Ｊ］．计算机ｉｔ－程与应用，２０１２，４８（９）：７４－７７， ［１１］郭航，王兴伟，黄敏，等．基于多队列自适应的ＤＴＮ传染路由算法 【Ｊ］．小型微型计算机系统，２０１２，３３（４）：８２９－８３２． ［１２］樊秀梅，单志广，张宝贤，等．容迟网络体系结构及其关键技术研 究［Ｊ］．电子学报，２００８，３６（１）：１６１－１７０． ［１３］张迪，王贵竹．ＤＴＮ中概率选择的散发等待路由［Ｊ］．通信技术， ２０１０，４３（５）：１４５—１４７． ［３］ＢＵＲＬＥＩＧＨ Ｓ，ＨＯＯＫＥ Ａ，ＴＯＲＧＥＲＳＯＮ Ｌ，ｅｔ ａ１．Ｄｅｌａｙ－ｔｏｌｅｒａｎｔ ｎｅｔ。 ｗｏｒｋｉｎｇ：ａｎ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｉｎｔｅｒｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉ。 ｃａｔｉｏｎｓ Ｍａｇａｚｉｎｅ，２００３，４１（６）：１２８—１３６．
