无线自主选频系统动态接入控制方法及相关组件技术方案

本申请公开了一种无线自主选频系统动态接入控制方法中，提供了一种通过退避竞争接入信道、预约频点同步、分布式流量控制决策为核心技术的动态接入控制方法。由于不需要中心控制节点进行集中调度，节省了信息采集与集中调度的开销，提高了网络的灵活性以及网络利用率。该方法在流量控制决策过程中综合考虑两跳范围内频点复用的最大利用情况，通过预约的业务量、网络中可用带宽以及节点发送公平性进行流量控制决策，能够最大化地提高网络资源利用率。本申请还提供了一种无线自主选频系统动态接入控制装置、计算机设备及一种可读存储介质，具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
无线自主选频系统动态接入控制方法及相关组件
本申请涉及无线通信网络领域，特别涉及无线自主选频系统动态接入控制方法、装置、计算机设备及一种可读存储介质。
技术介绍
无线自主选频系统是无线跳频网络和认知无线网络的基础架构网络，其应用于多跳无线通信环境之中，网络中的节点可以自主地根据跳频网络的跳频图案或者认知无线网络的选频决策选择任意频点进行通信。以往在自主选频系统的研究主要集中在如何选频以及进行点对点之间的选频通信，而随着自主选频系统在多跳无线网络中应用的加深，支持和保障组网传输功能成为自主选频系统在网络应用中的重要问题。为了保障自主选频系统在多跳无线通信环境下的组网传输，需要对请求接入自主选频网络中的节点进行动态接入控制，其基本思想是基于无线多跳环境中两跳范围内的频点冲突模型(两跳范围内频点相同时发送数据会造成信号冲突)，在保障收发节点之间以相同频点接入网络的前提下，动态地控制节点最大化地利用网络资源进行通信。根据所采用的架构不同，目前的自主选频系统动态接入控制方法主要分为两类：集中式接入控制方法与分布式接入控制方法。集中式接入控制方法是指网络中所有次级节点都由中心节点进行统一控制。这种方法要求主节点与次级节点之间进行严格的时间同步，需要次级节点将所有请求信息回传到中心节点，中心节点再将控制信息下发到各个节点，因此会带来大量的控制开销，而且由于中心节点的重要程度存在不对等性，因此降低了网络组建的灵活性与抗毁性。基于分布式接入控制方法的基本思想是不需要统一的主节点进行统一控制，由各个节点之间自主选择接入的频点、自主协商信道占用情况，因此具有灵活性更适合于无线网络环境中。其中分布式接入控制方法又根据接入信道的方式不同分为基于时隙的接入控制方法与基于竞争的接入控制方法。基于时隙的接入控制方法要求全网进行严格的时钟同步，在时隙调度不冲突的情况下能够有效地在两跳范围内利用网络资源进行通信，但这种方式在网络状态发生变化时容易造成时隙冲突，因此难以应用于动态无线网络环境中。基于竞争的接入控制方式由于每次竞争成功都是面向独立的链路进行传输，因此更具有接入控制的灵活性，但由于没有综合考虑网络的资源复用效果，网络资源利用率不高，且难以保证节点发送的公平性。因此，如何解决自主选频系统在动态组网传输过程中接入方式灵活性差、资源调度利用率低的问题，是本领域技术人员继续解决的问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种无线自主选频系统动态接入控制方法，该方法可以解决自主选频系统在动态组网传输过程中接入方式灵活性差、资源调度利用率低的问题；本申请的另一目的是提供一种无线自主选频系统动态接入控制装置、设备及一种可读存储介质。为解决上述技术问题，本申请提供一种无线自主选频系统动态接入控制方法，包括：接收节点接收到来自发送节点的包括一跳邻居节点和预约的频点信息的选频同步请求后，根据自身的一跳邻居节点信息以及接收到的所述一跳邻居节点和所述预约的频点信息进行选频同步，得到频点同步成功的频点，作为同步频点反馈至所述发送节点；接收来自所述发送节点的信道预约请求；所述信道预约请求中包括指示待发送的业务数据的总量的目标吞吐量；根据所述目标吞吐量，计算保障所述目标吞吐量全量发送的信道占用时间，并反馈至所述发送节点，以便所述发送节点根据所述信道占用时间进行所述业务数据的发送。可选地，接收节点接收到来自发送节点的包括一跳邻居节点和预约的频点信息的选频同步请求后，根据自身的一跳邻居节点信息以及接收到的所述一跳邻居节点和所述预约的频点信息进行选频同步，得到频点同步成功的频点，作为同步频点反馈至所述发送节点，包括：所述接收节点根据自身的一跳邻居节点信息以及所述发送节点的一跳邻居节点信息两跳邻居网络内的选频信息；根据所述选频信息对所述预约的频点信息进行两跳范围内节点频点占用识别；若判定存在频点占用冲突,向所述发送节点反馈拒绝的决策，以便所述发送节点重新竞争空闲信道的接入权限；若判定不存在频点占用冲突，向所述发送节点反馈接受的决策，并将所述预约的频点信息对应的频点作为频点同步成功的频点反馈至所述发送节点。可选地，根据所述目标吞吐量，计算保障所述目标吞吐量全量发送的信道占用时间，并反馈至所述发送节点，以便所述发送节点根据所述信道占用时间进行所述业务数据的发送，包括：判断目标吞吐量是否小于所述同步频点对应的信道平均吞吐量；若是，根据节点发送等待时间周期的平均值确定所述信道占用时间；若否，根据节点发送等待时间周期的平均值与均衡参数的乘积确定所述信道占用时间。可选地，所述根据节点发送等待时间周期的平均值确定所述信道占用时间，包括：判断所述同步频点的历史数据传输质量是否达到预设要求；若是，将所述节点发送等待时间周期的平均值作为所述信道占用时间；若否，将削减后的所述节点发送等待时间周期的平均值作为所述信道占用时间。本申请还提供了一种无线自主选频系统动态接入控制装置，应用于接收节点，该装置包括：选频同步单元，用于接收到来自发送节点的包括一跳邻居节点和预约的频点信息的选频同步请求后，根据自身的一跳邻居节点信息以及接收到的所述一跳邻居节点和所述预约的频点信息进行选频同步，得到频点同步成功的频点，作为同步频点反馈至所述发送节点；请求接收单元，用于接收来自所述发送节点的信道预约请求；所述信道预约请求中包括指示待发送的业务数据的总量的目标吞吐量；信道预约计算单元，用于根据所述目标吞吐量，计算保障所述目标吞吐量全量发送的信道占用时间，并反馈至所述发送节点，以便所述发送节点根据所述信道占用时间进行所述业务数据的发送。本申请还提供了一种无线自主选频系统动态接入控制方法，包括：发送节点存在待发送的业务数据时，竞争空闲信道的接入权限，并将得到接入权限的所述空闲信道作为频点信道；占用所述频点信道将当前时刻下的一跳邻居节点和预约的频点信息发送至接收节点，以便所述接收节点根据自身的一跳邻居节点信息以及接收到的所述一跳邻居节点和所述预约的频点信息进行选频同步，得到频点同步成功的频点，作为同步频点；根据所述业务数据的总量确定目标吞吐量，并根据所述目标吞吐量向所述接收节点发送信道预约请求，以便所述接收节点计算保障所述目标吞吐量全量发送的信道占用时间；占用所述频点信道下的所述同步频点在所述信道占用时间内进行所述业务数据的发送；在所述业务数据发送完成后，释放所述频点信道。可选地，节点存在待发送的业务数据时，竞争空闲信道的接入权限，包括：节点存在待发送的业务数据时，进行信道侦听；在侦听到空闲信道后向所述空闲信道发送RTS预约帧；若在超时时间内未收到CTS帧应答，判定发生冲突，采用二进制指数退避方式进行信道退避；在退避周期结束后，执行所述在侦听到空闲信道后向所述空闲信道发送RTS预约帧的步骤；若在超时时间收到CTS帧应答，判定竞争得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线自主选频系统动态接入控制方法，其特征在于，包括：/n接收节点接收到来自发送节点的包括一跳邻居节点和预约的频点信息的选频同步请求后，根据自身的一跳邻居节点信息以及接收到的所述一跳邻居节点和所述预约的频点信息进行选频同步，得到频点同步成功的频点，作为同步频点反馈至所述发送节点；/n接收来自所述发送节点的信道预约请求；所述信道预约请求中包括指示待发送的业务数据的总量的目标吞吐量；/n根据所述目标吞吐量，计算保障所述目标吞吐量全量发送的信道占用时间，并反馈至所述发送节点，以便所述发送节点根据所述信道占用时间进行所述业务数据的发送。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线自主选频系统动态接入控制方法，其特征在于，包括：
接收节点接收到来自发送节点的包括一跳邻居节点和预约的频点信息的选频同步请求后，根据自身的一跳邻居节点信息以及接收到的所述一跳邻居节点和所述预约的频点信息进行选频同步，得到频点同步成功的频点，作为同步频点反馈至所述发送节点；
接收来自所述发送节点的信道预约请求；所述信道预约请求中包括指示待发送的业务数据的总量的目标吞吐量；
根据所述目标吞吐量，计算保障所述目标吞吐量全量发送的信道占用时间，并反馈至所述发送节点，以便所述发送节点根据所述信道占用时间进行所述业务数据的发送。


2.如权利要求1所述的无线自主选频系统动态接入控制方法，其特征在于，接收节点接收到来自发送节点的包括一跳邻居节点和预约的频点信息的选频同步请求后，根据自身的一跳邻居节点信息以及接收到的所述一跳邻居节点和所述预约的频点信息进行选频同步，得到频点同步成功的频点，作为同步频点反馈至所述发送节点，包括：
所述接收节点根据自身的一跳邻居节点信息以及所述发送节点的一跳邻居节点信息两跳邻居网络内的选频信息；
根据所述选频信息对所述预约的频点信息进行两跳范围内节点频点占用识别；
若判定存在频点占用冲突,向所述发送节点反馈拒绝的决策，以便所述发送节点重新竞争空闲信道的接入权限；
若判定不存在频点占用冲突，向所述发送节点反馈接受的决策，并将所述预约的频点信息对应的频点作为频点同步成功的频点反馈至所述发送节点。


3.如权利要求1所述的无线自主选频系统动态接入控制方法，其特征在于，根据所述目标吞吐量，计算保障所述目标吞吐量全量发送的信道占用时间，并反馈至所述发送节点，以便所述发送节点根据所述信道占用时间进行所述业务数据的发送，包括：
判断目标吞吐量是否小于所述同步频点对应的信道平均吞吐量；
若是，根据节点发送等待时间周期的平均值确定所述信道占用时间；
若否，根据节点发送等待时间周期的平均值与均衡参数的乘积确定所述信道占用时间。


4.如权利要求3所述的无线自主选频系统动态接入控制方法，其特征在于，所述根据节点发送等待时间周期的平均值确定所述信道占用时间，包括：
判断所述同步频点的历史数据传输质量是否达到预设要求；
若是，将所述节点发送等待时间周期的平均值作为所述信道占用时间；
若否，将削减后的所述节点发送等待时间周期的平均值作为所述信道占用时间。


5.一种无线自主选频系统动态接入控制装置，其特征在于，应用于接收节点，该装置包括：
选频同步单元，用于接收到来自发送节点的包括一跳邻居节点和预约的频点信息的选频同步请求后，根据自身的一跳邻居节点信息以及接收到的所述一跳邻居节点和所述预约的频点信息进行选频同步，得到频点同步成功的频点，作为同步频点反馈至所述发送节点；
请求接收单元，用于接收来自所述发送节点的信道预约请求；所述信道预约请求中包括指示待发送的业务数据的总量的目标吞吐量；
信道预约计算单元，用于根据所述目标吞吐量，计算保障所述目标吞吐量全量发送的信道占用时间，并反馈至所述发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，辜方林，魏急波，赵海涛，熊俊，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43