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本文提出一种信道快速接入协议：瞬间频谱接入协议(Instantaneous Spectrum Access， ISA)，该协议在借鉴机会式频谱接入协议(Opportunistic Spectrum Access，OSA)设计思想的基础上，力图实现类似“蜂群”网络环境下节点能瞬间接入信道，实现频谱资源共享，提升频谱利用率，随时收发信息，并在此基础上保证网络最大的吞吐量。
“蜂群”无人机作战策略是利用大量低成本的无人机武器，部署在敌方区域实现广泛占领。实施过程中，“蜂群”无人机群之间需要不断地交换环境、战术和协同等信息，通信量巨大，如何使得“蜂群”无人机之间在共享频谱条件下有效接入网络，并保持信道接入的公平性，实现数据随时分发，同时不干扰并行通信或者对并行通信存在微弱干扰而不影响其实质通信效果是一个很有挑战的难题。
本文主要研究瞬间频谱接入协议跨层设计中所涉及到的若干关键技术，具体如下：
第一，提出了一种基于协同与非协同感知设计思想相结合的多信道联合感知方案。在传统的信道感知方案中存在协同感知网络负载高，而非协同感知准确度低的问题，本文提出的“协同与非协同”相结合多信道联合感知方案，通过在网络节点部署多个探测点联合探测其自身周围一跳范围空间信道态势，并在节点处融合形成最终完整的信道感知结果，再基于该结果采用扭力杆策略识别被占用的频谱，从而获得空闲频谱资源。该方案克服了以往单节点只能实现窄信道感知的不足，不存在协同探测机制所固有的通信负载问题，同时具有时效性较强，准确度高的特点。
第二，基于系统跨层设计思想，研究了瞬间频谱接入协议通信保障机制。瞬间频谱接入协议要实现多信息并行传输，故在物理层通信体制采用单入多出架构(Single Input Multiple Out，SIMO)，对抗系统非协同性干扰，并获得接收端空间分集增益，从而有效提升无线链路的可靠性，进而扩大系统网络容量。
另外，为降低瞬间频谱接入协议网络由于信道碰撞带来的重传负载，系统物理层信道编码采用双层级联编码，该策略凭借纠错编码强大的二次纠错能力，以及SIMO体制的空间分集增益可保障系统多信息并行传输的能力。
第三，提出一种基于纳什均衡的非协同退避策略。瞬间频谱接入协议建设性地以服务质量(Quality Of Service,QOS)为约束条件，将纳什均衡策略作为一种策略模式训练器，网络节点仅通过有限次迭代碰撞训练后就可形成固定退避选择模式，该模式下每个对象针对系统中其他对象采取的措施，相应地采取最有利于自己的选择结果，其具备计算量较小，收敛速度快，一旦模式固定就不轻易改变的特点。
第四，研究了瞬间频谱接入协议设计中频谱资源选择问题，以系统吞吐量作为约束条件，建立模型推算系统频谱资源，在满足通信的前提下避免资源浪费。
最后，将瞬间频谱接入协议和美军战术目标瞄准网络技术数据链(Tactical Targeting Network Technology,TTNT)所采用优先级统计的多址接入协议(Statistical Priority-Based Multiple Access Protocol,SPMA)进行对比，两者都是基于信道统计结果作为信道接入的依据，但是在具体设计细节上存在差异，本论文采用整体跨层设计思想侧重于瞬间频谱接入协议具体实现，为了反映两者之间的差异，论文结尾处将两种协议就相关核心参数进行对比，以验证瞬间频谱接入协议具备很好性能表现。
“蜂群”无人机作战策略是利用大量低成本的无人机武器，部署在敌方区域实现广泛占领。实施过程中，“蜂群”无人机群之间需要不断地交换环境、战术和协同等信息，通信量巨大，如何使得“蜂群”无人机之间在共享频谱条件下有效接入网络，并保持信道接入的公平性，实现数据随时分发，同时不干扰并行通信或者对并行通信存在微弱干扰而不影响其实质通信效果是一个很有挑战的难题。
本文主要研究瞬间频谱接入协议跨层设计中所涉及到的若干关键技术，具体如下：
第一，提出了一种基于协同与非协同感知设计思想相结合的多信道联合感知方案。在传统的信道感知方案中存在协同感知网络负载高，而非协同感知准确度低的问题，本文提出的“协同与非协同”相结合多信道联合感知方案，通过在网络节点部署多个探测点联合探测其自身周围一跳范围空间信道态势，并在节点处融合形成最终完整的信道感知结果，再基于该结果采用扭力杆策略识别被占用的频谱，从而获得空闲频谱资源。该方案克服了以往单节点只能实现窄信道感知的不足，不存在协同探测机制所固有的通信负载问题，同时具有时效性较强，准确度高的特点。
第二，基于系统跨层设计思想，研究了瞬间频谱接入协议通信保障机制。瞬间频谱接入协议要实现多信息并行传输，故在物理层通信体制采用单入多出架构(Single Input Multiple Out，SIMO)，对抗系统非协同性干扰，并获得接收端空间分集增益，从而有效提升无线链路的可靠性，进而扩大系统网络容量。
另外，为降低瞬间频谱接入协议网络由于信道碰撞带来的重传负载，系统物理层信道编码采用双层级联编码，该策略凭借纠错编码强大的二次纠错能力，以及SIMO体制的空间分集增益可保障系统多信息并行传输的能力。
第三，提出一种基于纳什均衡的非协同退避策略。瞬间频谱接入协议建设性地以服务质量(Quality Of Service,QOS)为约束条件，将纳什均衡策略作为一种策略模式训练器，网络节点仅通过有限次迭代碰撞训练后就可形成固定退避选择模式，该模式下每个对象针对系统中其他对象采取的措施，相应地采取最有利于自己的选择结果，其具备计算量较小，收敛速度快，一旦模式固定就不轻易改变的特点。
第四，研究了瞬间频谱接入协议设计中频谱资源选择问题，以系统吞吐量作为约束条件，建立模型推算系统频谱资源，在满足通信的前提下避免资源浪费。
最后，将瞬间频谱接入协议和美军战术目标瞄准网络技术数据链(Tactical Targeting Network Technology,TTNT)所采用优先级统计的多址接入协议(Statistical Priority-Based Multiple Access Protocol,SPMA)进行对比，两者都是基于信道统计结果作为信道接入的依据，但是在具体设计细节上存在差异，本论文采用整体跨层设计思想侧重于瞬间频谱接入协议具体实现，为了反映两者之间的差异，论文结尾处将两种协议就相关核心参数进行对比，以验证瞬间频谱接入协议具备很好性能表现。