戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問控制層優(yōu)化控制及性能分析

楊志軍， 劉征， 丁洪偉， 柳虔林，3

(1.云南大學(xué) 信息學(xué)院， 云南 昆明 650500；2.云南省教育廳 科學(xué)教育研究院， 云南 昆明 650223；3.云南省軍區(qū)， 云南 昆明 650051)

0 引言

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)且詽M足聯(lián)合作戰(zhàn)為主要目的，應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)級作戰(zhàn)區(qū)域，通過傳輸標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)字信號提供平臺間實(shí)時或準(zhǔn)實(shí)時戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)交換和分發(fā)，實(shí)現(xiàn)態(tài)勢共享、指揮控制、戰(zhàn)術(shù)協(xié)同的數(shù)據(jù)通信鏈路[1-2]。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，勝負(fù)不再僅依賴于武器的先進(jìn)性和參戰(zhàn)人員規(guī)模，而是更加依賴于對戰(zhàn)場信息收集與傳遞的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈。通過戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈可以實(shí)現(xiàn)陸海空三軍協(xié)調(diào)作戰(zhàn)一體化。自20世紀(jì)50年代以來，以美國為首的北約等國一直研制使用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈，其中有Link-4A(TADIL C)、Link-11(TADIL A/B)、Link-16(TADIL J)和Link-22(TADIL FJ)等[3]。

輪詢作為一種信道接入控制方法，可以實(shí)現(xiàn)信道資源的有效分配[4-6]。由于輪詢接入控制協(xié)議的低時延性和公平性，美軍將其應(yīng)用于Link-11等數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)中。但是，單一的輪詢接入控制協(xié)議不能靈活地分配信道資源，只會按照順序依次分配信道資源。在戰(zhàn)場中肯定會有一些命令的優(yōu)先級明顯高于其他命令的優(yōu)先級，即某前哨站點(diǎn)收集到的信息重要程度很高且必須要及時傳遞到網(wǎng)絡(luò)控制站點(diǎn)(簡稱網(wǎng)控站點(diǎn))，由于單一的接入控制協(xié)議，該信息可能延長一段時間才能被傳遞，由此而耽誤戰(zhàn)機(jī)。為解決這類問題，要對前哨站點(diǎn)區(qū)分優(yōu)先級，對收集重要信息的前哨站點(diǎn)給予高優(yōu)先級，對收集其他信息的前哨站點(diǎn)給予低優(yōu)先級。很顯然，單一的輪詢控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)該功能。因此，在戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈中，對區(qū)分優(yōu)先級的兩級輪詢接入控制協(xié)議的研究是非常有必要的。

輪詢接入控制協(xié)議有3種不同的基礎(chǔ)模型，分別是完全接入控制、門限接入控制和限定接入控制，且這3種接入控制策略適用于不同環(huán)境中[7]。完全接入控制是指該信道資源一直被一個站點(diǎn)占用，直至該站點(diǎn)發(fā)送完站點(diǎn)內(nèi)所有信息分組。采用這種策略的系統(tǒng)平均排隊(duì)隊(duì)長(一個站點(diǎn)內(nèi)等待發(fā)送的平均信息分組數(shù))和平均等待時間(進(jìn)入站點(diǎn)的信息分組等待發(fā)送的平均時間)最短，非常適用于收集信息少但信息重要程度高的站點(diǎn)。門限控制策略是指一個站點(diǎn)占用信道直至該站點(diǎn)發(fā)送完其占用信道那一時刻站點(diǎn)內(nèi)所有的信息分組數(shù)，采用這種策略的系統(tǒng)性能在3種策略中居中。限定接入控制策略是指一個站點(diǎn)占用信道直至該站點(diǎn)發(fā)送完一個信息分組數(shù)，采用這種策略的系統(tǒng)平均排隊(duì)隊(duì)長和平均等待時間最長，但是公平性最好，適用于收集信息少且要求站點(diǎn)間公平的系統(tǒng)[8-10]。

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈中，各個前哨站點(diǎn)一直在收集信息，所要傳遞的信息分組數(shù)較多，而限定K=1(K為站點(diǎn)一次服務(wù)時間內(nèi)發(fā)送的信息分組個數(shù))控制策略則規(guī)定一個站點(diǎn)一次只能發(fā)送一個信息分組數(shù)，增加了系統(tǒng)在前哨站點(diǎn)間的查詢轉(zhuǎn)換時間，降低了系統(tǒng)接入效率。因此，本文根據(jù)數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)流較大的特點(diǎn)，結(jié)合3種控制策略的各自特點(diǎn)，提出一種基于完全控制策略和非對稱門限控制策略的區(qū)分優(yōu)先級兩級輪詢接入控制系統(tǒng)[11-13]。在該系統(tǒng)模型中，處于低優(yōu)先級的前哨站點(diǎn)(N個)即為普通站點(diǎn)采用非對稱門限控制策略，處于高優(yōu)先級的前哨站點(diǎn)(1個)即為中心站點(diǎn)采用完全控制策略。在普通站點(diǎn)占用完信道資源后，網(wǎng)控站點(diǎn)將信道資源分配給中心站點(diǎn)，在該站點(diǎn)發(fā)送完信息分組數(shù)后，網(wǎng)控站點(diǎn)將信道資源又分給下一個普通站點(diǎn)。針對上述過程，本文首先建立該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，再求解出系統(tǒng)重要性能參數(shù)平均排隊(duì)隊(duì)長的精確表達(dá)式和平均等待時間的近似表達(dá)式。最后，通過MATLAB仿真軟件對理論結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，對新系統(tǒng)性能進(jìn)行分析。

在現(xiàn)有國內(nèi)外文獻(xiàn)中，大多數(shù)都是從離散時間角度對系統(tǒng)進(jìn)行分析。本文在信息分組以連續(xù)時間規(guī)律到達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進(jìn)行分析，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明理論結(jié)果與仿真結(jié)果高度吻合。

1 系統(tǒng)模型

1.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及輪詢控制模型

在戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)中，指定一個節(jié)點(diǎn)為網(wǎng)控站點(diǎn)，網(wǎng)內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)為前哨站點(diǎn)(或從屬站點(diǎn))。網(wǎng)控站點(diǎn)控制接入網(wǎng)中所有其他站點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)的訪問，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示[14]。針對前哨站點(diǎn)的優(yōu)先級問題，指定前哨站點(diǎn)中的一個為中心站點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)對重要程度較高的信息采集，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2所示。戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的介質(zhì)訪問控制(MAC)層主要負(fù)責(zé)信道資源分配，其協(xié)議描述了節(jié)點(diǎn)接入信道的規(guī)則，采取合理的MAC協(xié)議可以高效地分配信道資源，有效保證戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的實(shí)時性。

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱DFig.1 Topological graph of network structure

圖2 具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱DFig.2 Topological graph of prioritized network structure

在圖2中，戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)中有一個網(wǎng)控站點(diǎn)、一個高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)和N個低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)。根據(jù)本文設(shè)定的新的輪詢接入控制系統(tǒng)，N個低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)即普通站點(diǎn)采用非對稱門限接入控制策略，一個高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)即中心站點(diǎn)采用完全服務(wù)，一個網(wǎng)控站點(diǎn)即服務(wù)器控制其內(nèi)站點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)的訪問。根據(jù)實(shí)際戰(zhàn)場情況，設(shè)定各個站點(diǎn)的到達(dá)率、服務(wù)率和轉(zhuǎn)換率都互不相同。在該輪詢接入控制系統(tǒng)中，普通站點(diǎn)的序號由{1,2,3,…,N}表示，中心站點(diǎn)的序號由h表示，站點(diǎn)服務(wù)順序?yàn)椋?→h→2→h→…→N→h→1，即普通站點(diǎn)i(i=1,2,3,…,N)在占用完信道后，服務(wù)器將信道資源分配給中心站點(diǎn)h，中心站點(diǎn)發(fā)送完信息分組數(shù)后，服務(wù)器又將信道資源分配給普通站點(diǎn)i+1. 在上述過程中，中心站點(diǎn)在發(fā)送信息分組數(shù)的同時，服務(wù)器也在對下一個等待發(fā)送的普通站點(diǎn)i+1進(jìn)行查詢；當(dāng)中心站點(diǎn)占用完信道后，服務(wù)器直接將信道資源分配給i+1站點(diǎn)，該站點(diǎn)可直接發(fā)送信息分組數(shù)，系統(tǒng)模型示意圖如圖3所示。圖3中，下標(biāo)序號表示前哨站點(diǎn)序號，λ表示一個時隙內(nèi)進(jìn)入前哨站點(diǎn)的平均信息分組個數(shù)，β表示前哨站點(diǎn)傳輸一個信息分組所需要的平均時間，γ表示由低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)轉(zhuǎn)向高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)所需要的平均查詢轉(zhuǎn)換時間，N為低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的序號，h為高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的序號。

圖3 連續(xù)兩級非對稱輪詢系統(tǒng)模型Fig.3 Continuous two-stage asymmetric polling system model

設(shè)定在tn時刻，低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)i(i=1,2,3,…,N)開始占用信道，定義隨機(jī)變量ξi(n)為該前哨站點(diǎn)中等待傳輸?shù)男畔⒎纸M數(shù)，隨機(jī)變量ξh(n)為高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)h中等待傳輸?shù)男畔⒎纸M數(shù)，則整個系統(tǒng)狀態(tài)的隨機(jī)變量為{ξ1(n),ξ2(n),…,ξN(n),ξh(n)}；設(shè)定tn*時刻，低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)i占用完信道，網(wǎng)控站點(diǎn)將信道資源分配給站點(diǎn)h，定義此刻的系統(tǒng)狀態(tài)隨機(jī)變量為{ξ1(n*),ξ2(n*),…,ξN(n*),ξh(n*)}；設(shè)定tn+1時刻，站點(diǎn)h傳輸完站內(nèi)所有信息分組數(shù)，站點(diǎn)i+1開始占用信道資源，定義此刻的系統(tǒng)狀態(tài)隨機(jī)變量為{ξ1(n+1),ξ2(n+1),…,ξN(n+1),ξh(n+1)}.

系統(tǒng)的狀態(tài)可以用馬爾可夫鏈描述，該馬爾可夫鏈?zhǔn)欠侵芷诘暮透鲬B(tài)歷經(jīng)的[15]。

1.2 系統(tǒng)工作條件

根據(jù)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流特點(diǎn)，同時結(jié)合輪詢控制機(jī)制及其特點(diǎn)，對系統(tǒng)模型進(jìn)行如下設(shè)定：

1)進(jìn)入每個前哨站點(diǎn)內(nèi)等待傳輸?shù)男畔⒎纸M到達(dá)服從相互獨(dú)立的泊松分布，且對于站點(diǎn)i(i=1,2,3,…,N,h)到達(dá)率為λi；

4)高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)對在任一時隙內(nèi)到達(dá)的信息分組進(jìn)行完全服務(wù)所需時間的隨機(jī)變量服從一個相互獨(dú)立且同分布的概率分布，其分布的概率母函數(shù)為H(z)；

5)服務(wù)系統(tǒng)中任何一個隊(duì)列的緩存容量足夠大，不存在信息分組丟失的情況；

6)每一個加入進(jìn)隊(duì)列的信息分組，將會按照先到先服務(wù)(FCFS)的方法接受服務(wù)。

定義隨機(jī)變量如下：

ui(n)：網(wǎng)控站點(diǎn)將信道資源分配給高優(yōu)先級前哨站h前，從低優(yōu)先級前哨站i查詢轉(zhuǎn)換到該站點(diǎn)所耗費(fèi)的時間；

vi(n)：低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)i占用信道資源時傳輸信息分組數(shù)所耗費(fèi)的時間；

vh(n*)：高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)h占用信道資源時傳輸信息分組數(shù)所耗費(fèi)的時間；

μj(ui)：在ui(n)時間內(nèi)進(jìn)入前哨站點(diǎn)j(j=1,2,…,N,h)的信息分組數(shù)；

ηj(vi)：在vi(n)時間內(nèi)進(jìn)入前哨站點(diǎn)j(j=1,2,…,N,h)的信息分組數(shù)；

ηj(vh)：在vh(n*)時間內(nèi)進(jìn)入前哨站點(diǎn)j(j=1,2,…,N,h)的信息分組數(shù)。

1.3 數(shù)學(xué)模型建立

在系統(tǒng)工作過程中，已知該輪詢系統(tǒng)的狀態(tài)隨機(jī)變量及其概率分布的各階特性，因此為求解系統(tǒng)重要性能參數(shù)，概率母函數(shù)是一種非常重要的工具。

(1)

式中：πi(x1,x2,…,xi,…,xN,xh)表示系統(tǒng)狀態(tài)概率分布。

對連續(xù)時間型系統(tǒng)進(jìn)行分析時，需要對系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行LST。函數(shù)的LST定義為

(2)

式中：f(t)為連續(xù)時間函數(shù)。

對于以參數(shù)λ到達(dá)的泊松過程，時間t內(nèi)到達(dá)的顧客數(shù)對應(yīng)的概率母函數(shù)為

(3)

在tn*時刻，高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)h開始傳輸信息分組時，系統(tǒng)狀態(tài)變量的概率母函數(shù)為

(4)

在tn+1時刻，i+1站點(diǎn)開始傳輸信息分組時，系統(tǒng)狀態(tài)變量的概率母函數(shù)為

(5)

2 輪詢系統(tǒng)的1階和2階特性

2.1 平均排隊(duì)隊(duì)長

(6)

根據(jù)(4)式、(5)式和(6)式，得到低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)i的平均排隊(duì)隊(duì)長的表達(dá)式為

(7)

同理，可得高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)h的平均排隊(duì)隊(duì)長的表達(dá)式為

(8)

2.2 2階偏導(dǎo)量

(9)

(10)

(4)式和(5)式分別代入(9)式和(10)式，得

(11)

(12)

(13)

2.3 平均等待時間

信息分組的等待時間是指一個信息分組從進(jìn)入一個前哨站點(diǎn)到其被傳輸?shù)牡却龝r間，平均等待時間是指進(jìn)入一個前哨站點(diǎn)的所有信息分組數(shù)等待的平均時間。本文中Ti和Th分別表示低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)i與高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)h的平均等待時間，根據(jù)文獻(xiàn)[19]和文獻(xiàn)[20]，可得其平均等待時間為

(14)

(15)

3 仿真實(shí)驗(yàn)及性能分析

3.1 仿真實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證理論分析的正確性以及對基于連續(xù)時間區(qū)分優(yōu)先級的輪詢控制系統(tǒng)性能分析，本文通過MATLAB 2014a軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。在第2節(jié)理論分析過程中已經(jīng)作了一些條件設(shè)定，同理，針對仿真實(shí)驗(yàn)也需要滿足以下條件[15，21]：

1)各站點(diǎn)的參數(shù)變量都服從相同的分布，普通站點(diǎn)之間的到達(dá)率相同但與中心站點(diǎn)的到達(dá)率不同；

2)任一時隙內(nèi)進(jìn)入各站點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息量都滿足泊松分布；

3)輪詢系統(tǒng)滿足穩(wěn)態(tài)條件：

在本文仿真環(huán)境中，所有信息分組都能發(fā)送成功，歸一化處理后時間軸按時隙劃分，定義一個時隙為20 μs，信息分組的長度為1 100 Byte. 在仿真實(shí)驗(yàn)中：首先，對第2節(jié)理論分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，分別對有7個低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)和1個高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)以及有5個低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)和1個高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)初始條件設(shè)定以及結(jié)果對比如表1、表2所示，表1、表2中高優(yōu)先級站點(diǎn)序號表示為低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)轉(zhuǎn)高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)時，高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的狀態(tài)；其次，在低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)5個和高優(yōu)先級1個的仿真環(huán)境中，通過改變系統(tǒng)中的總負(fù)載以及前哨站點(diǎn)的到達(dá)率、負(fù)載，觀察分析平均排隊(duì)隊(duì)長和平均等待時間的變化規(guī)律，如圖4～圖9所示；最后，將包含有5個普通前哨站點(diǎn)的1級非對稱門限接入控制系統(tǒng)與包含有低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)5個和高優(yōu)先級1個的新系統(tǒng)進(jìn)行對比，結(jié)果如表3所示。

表1 低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)為7的仿真值與理論值對比Tab.1 Experimental and theoretical values of Outpost 7 of polling system

表2 低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)為5的仿真值與理論值對比Tab.2 Experimental and theoretical values of Outpost 5 of polling system

圖4 低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)到達(dá)率設(shè)置Fig.4 Arrival rate setting of low priority outposts

圖5 低優(yōu)先級前哨站負(fù)載設(shè)置Fig.5 Load setting of low priority outposts

圖6 總負(fù)載對低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)平均排隊(duì)隊(duì)長的影響Fig.6 Impact of total load on average queue length of low priority outposts

圖7 總負(fù)載對高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)平均排隊(duì)隊(duì)長的影響Fig.7 Impact of total load on average queue length of high priority outpost

圖8 總負(fù)載對低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)平均等待時間的影響Fig.8 Impact of total load on average waiting time for low priority outposts

圖9 總負(fù)載對高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)平均等待時間的影響Fig.9 Impact of total load on average waiting time for high priority outposts

表3 低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)平均等待時間仿真值Tab.3 Simulated average waiting time values of low priority outposts 時隙

3.2 性能分析

1)在表1、表2中，對低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)個數(shù)分別為7、5的輪詢系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)重要性能參數(shù)的理論值與仿真值的差值極小，在誤差范圍內(nèi)，驗(yàn)證了系統(tǒng)理論分析的正確性與系統(tǒng)的可行性。

2)在圖4～圖9中，本文將系統(tǒng)總負(fù)載按照0.1的間隔從0.1逐次增加至0.9，其中圖4和圖5分別為系統(tǒng)低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的到達(dá)率和負(fù)載設(shè)定。從圖6～圖9中可以看出：各前哨站點(diǎn)內(nèi)等待發(fā)送的信息分組平均個數(shù)以及進(jìn)入各前哨站點(diǎn)內(nèi)的信息分組等待發(fā)送的平均時間隨著總負(fù)載增大而逐漸增大，在總負(fù)載越接近1的情況下，系統(tǒng)性能受到總負(fù)載的影響越大；對比圖4與圖6可以發(fā)現(xiàn)，到達(dá)率越大，低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的平均排隊(duì)隊(duì)長越長；比較圖4、圖5與圖7、圖9可以發(fā)現(xiàn)，高優(yōu)先級前哨站的平均排隊(duì)隊(duì)長和平均等待時間受到低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)到達(dá)率和負(fù)載影響，在總負(fù)載較低時到達(dá)率的影響較大；由圖8可以看出，平均等待時間都相差不多，這是因?yàn)楦鱾€低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的負(fù)載差距不大，所得平均排隊(duì)隊(duì)長差距較小，很難從圖中分辨，但是，根據(jù)圖5以及表3易得，低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的負(fù)載越大其平均等待時間越長。

表4 兩種接入控制策略的比較Tab.4 Comparison of two access control strategies

3)表4中對1級非對稱門限接入控制策略的系統(tǒng)與本系統(tǒng)進(jìn)行了對比，觀察了高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)對低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的影響。為了保證實(shí)驗(yàn)的客觀性，該仿真實(shí)驗(yàn)中，兩個系統(tǒng)初始系統(tǒng)條件設(shè)定相同。由表4中的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的負(fù)載遠(yuǎn)小于總負(fù)載時，低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的性能參數(shù)與1級門限接入控制策略的系統(tǒng)性能參數(shù)接近。

4)從圖6～圖9、表1～表4中可以看出，高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的所有性能參數(shù)值都優(yōu)于低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的性能參數(shù)值，表明該系統(tǒng)即可以保障高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)內(nèi)的信息分組在較短時間內(nèi)傳輸，也能讓低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)之間公平傳輸，達(dá)到了高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)高服務(wù)質(zhì)量、低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)之間公平享受服務(wù)的目的。

4 結(jié)論

本文根據(jù)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的數(shù)據(jù)流特點(diǎn)，針對其前哨站點(diǎn)優(yōu)先級問題以及系統(tǒng)實(shí)用性，對戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的媒介接入控制層接入控制協(xié)議采取了一種區(qū)分優(yōu)先級的兩級非對稱輪詢接入控制系統(tǒng)。從連續(xù)時間角度對系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析，得到其重要性能參數(shù)的數(shù)學(xué)解析式，通過MATLAB軟件并根據(jù)系統(tǒng)模型進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了理論分析的正確性。通過分析可知：系統(tǒng)總負(fù)載對系統(tǒng)的所有性能參數(shù)都有影響，且總負(fù)載越接近1，對系統(tǒng)性能影響越大；低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的平均排隊(duì)隊(duì)長由其到達(dá)率決定，到達(dá)率越大其平均排隊(duì)隊(duì)長越大，但是，其平均等待時間是由負(fù)載決定；高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的平均等待時間和平均排隊(duì)隊(duì)長受到低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)的到達(dá)率和負(fù)載的影響，且總負(fù)載越接近1，受到負(fù)載的影響越大；通過1級門限接入控制系統(tǒng)與該系統(tǒng)比較可以看出，兩個系統(tǒng)的重要性能參數(shù)差距不大，表明該系統(tǒng)在保障低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)服務(wù)質(zhì)量的情況下，可為高優(yōu)先級前哨站點(diǎn)提供較高的服務(wù)質(zhì)量，且其針對實(shí)際環(huán)境中各低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)條件不同的情況，對低優(yōu)先級前哨站點(diǎn)采用非對稱門限服務(wù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)實(shí)用性。

需要說明的是，在對系統(tǒng)的平均等待時間進(jìn)行數(shù)學(xué)解析式求解時，對其2階特性量采取了一種基于循環(huán)查詢周期的近似分析方法，根據(jù)仿真值與理論值比較，該方法合理有效。但是，2階特性量的近似方法不僅局限于這一種方法，還有其他方法可以探索。對于該接入控制系統(tǒng)，其不僅解決戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)中前哨站優(yōu)先級問題，而且其非對稱特性還增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)用性。