一种适用于亚音速平台的协同数据链系统及方法技术方案

本发明专利技术属于数据传输技术领域，具体涉及一种适用于亚音速平台的协同数据链系统及方法，所述系统支持单一大网状态和分簇网络状态两种接入机制；在单一大网络状态下，系统中各节点共享自己的状态及位置信息，中心控制节点收集各节点的状态及位置信息，然后在设定的条件下，下发分簇指令；在分簇网络状态下，中心控制节点作为簇头节点，各节点根据接收到的分簇指令进行分簇，各簇头节点之间形成一级网络，普通节点与簇头节点之间形成二级网络。适用于亚音速平台的飞行器终端，多节点完成协同工作，具有抗干扰低截获、低时延、快速接入网络、支持大用户容量等特点，大大提升了系统性能。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于亚音速平台的协同数据链系统及方法
本专利技术属于数据传输
，具体涉及一种适用于亚音速平台的协同数据链系统及方法。
技术介绍
现代飞行器系统中高效的信息获取、处理和利用已经成为决定飞行器性能的主要因素。各种飞行器之间的指挥、控制和信息系统等通过数据链紧密地连接在一起，形成一体化协同的网络结构。针对未来对于飞行器的需求，数据链利用各类传感器、数据库等资源，通过实时共享运行过程中目标、态势、环境信息和飞行状态等信息，可实现飞行器之间的系统配合。数据链是指互通数据的链路，实际上所说的数据链就是一张数据网，就像互联网一样，只要你有一个数据终端就可以从这个数据链里获得自己所需要的信息，就如同你用电脑上网一样，同样你也可以使用终端往这个数据链路网里添加东西。而这个网络功能可以无限细化，比如组建一个专门的救护系统，一旦上有人受伤，可以立刻把伤员的位置、受伤部位、伤员信息等都发布上去，而专门救护部门只要不停的检测有没有出现新的伤病信息就可以，只要出现伤员信息，根据报告的伤员的相关信息准备好相应的急救装备，然后联合各种数据来选择一条安全的通道奔赴伤员所处位置进行快速有效的救护。而且甚至可以让已经出发在空中的救援直升机接顺路接受新的伤员，这样对以提高救护效率是一个巨大的帮助。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种适用于亚音速平台的协同数据链系统及方法，适用于亚音速平台的飞行器终端，多节点完成协同工作，具有抗干扰低截获、低时延、快速接入网络、支持大用户容量等特点，大大提升了系统性能。r>为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种适用于亚音速平台的协同数据链系统，所述系统支持单一大网状态和分簇网络状态两种接入机制；在单一大网络状态下，系统中各节点共享自己的状态及位置信息，中心控制节点收集各节点的状态及位置信息，然后在设定的条件下，下发分簇指令；在分簇网络状态下，中心控制节点作为簇头节点，各节点根据接收到的分簇指令进行分簇，各簇头节点之间形成一级网络，普通节点与簇头节点之间形成二级网络；在单一大网络状态下，中心控制节点处于网络中心位置，系统中每个节点维护一张两跳路由表，以完成全网的业务传输；在分簇网络状态下的簇内路由机制和单一大网络状态下一致，但簇头节点需要在簇间网络周期更新其簇内节点成员状态信息，并且簇内节点与其它簇的节点之间通信须通过该簇的簇头节点进行中继转发。进一步的，在单一大网络状态下，每个系统帧包括：1个控制时隙、若干业务时隙、若干中继时隙和至少一个空闲时隙；在分簇网络状态下，每个系统帧包括：1个控制时隙、若干业务簇间交互时隙、若干业务时隙、若干中继时隙和至少1个空闲时隙；系统将两种或者多种不同类型的消息组合到一个时隙中进行传输；每帧中的空闲时隙，用以保证新入网节点可实时加入到网络中。进一步的，所述中心控制节点产生Beacon消息，以控制控制时隙传输；普通节点只对beacon消息做转发，并不自己产生，转发时将自己的邻居节点表添加至该消息中；时隙分配表只在中心控制节点或簇头节点处更新；每个节点通过侦听邻居节点的Beacon消息后实时更新自己可达的路由表，并将自己的邻居节点表添加到Beacon消息中，并在分配给自己的业务时隙将该Beacon消息广播出去；当节点在发送业务，在路由表中找不到目的地址时，将该业务发给中心控制节点，即簇头节点，由其进行转发。进一步的，在单一大网状态下，系统采用TDMA接入协议；在分簇网络状态下，系统采用跳频和TDMA相结合的接入协议。进一步的，所述路由表基于Beacon消息建立，建立过程如下：步骤1：中心控制节点发送Beacon消息，该消息中只携带时隙分配表；步骤2：与中心控制节点邻居的普通节点收到中心控制节点的Beacon消息后，确定中心控制节点为其邻居节点，将其邻居节点表添加到该Beacon消息并进行转发；步骤3：中心控制节点收到邻居的普通节点转发的Beacon消息则可确定该普通节点为其邻居节点；步骤4：与中心控制节点的邻居节点邻居而未与中心控制节点邻居的节点收到中心控制节点的邻居节点转发的Beacon消息后，可以确定为其邻居节点，中心控制节点为其2跳节点；所述路由表基于周期广播Beacon消息进行更新，更新过程如下：步骤A：中心控制节点每帧都会产生一个Beacon消息，其中携带最新的时隙分配表和邻居节点表，每个节点接收新的Beacon消息后，首先解析该消息上一跳节点地址，查找本地路由表，若为中心控制节点发送的，则上一跳节点地址为中心控制节点；如果该地址为：1跳邻节点表项，则更新有效时间；如果该地址为：2跳节点表项，则删除原有2跳节点表项，新建1跳邻节点表项；步骤B：解析邻节点，逐条分析，查找本地的路由表：如果为：1跳邻节点表项，则删除原有表项，新建2跳节点表项，且更新有效时间；如果为：2跳节点表项，则更新有效时间；如果未找到相关表项，则新建2跳节点表项。进一步的，系统中各节点在进行通信过程中，在发送消息前，对消息进行加密；接收到消息后，对消息进行解密；其对消息进行加密的方法执行以下步骤：步骤1：随机生成一个随机数，作为密钥，将密钥作为参数A，将密钥代入到加密模型中，生成参数B，构建一个加密矩阵:；再录入一个需要加密的数据：；步骤2:将加密矩阵和需要加密的数据矩阵相乘，得到一个加密后字符串矩阵X：；步骤3：将字母表中顺序对应于X矩阵中的P参数和Q参数的数值的字母作为最终加密后的值；所述加密模型为：；其中，为参数A的共轭数，为参数A的负数，为设定值，为参数A与i值得乘积的结果。一种适用于亚音速平台的协同数据链方法，所述方法执行以下步骤：在单一大网络状态下，系统中各节点共享自己的状态及位置信息，中心控制节点收集各节点的状态及位置信息，然后在设定的条件下，下发分簇指令；在分簇网络状态下，中心控制节点作为簇头节点，各节点根据接收到的分簇指令进行分簇，各簇头节点之间形成一级网络，普通节点与簇头节点之间形成二级网络；在单一大网络状态下，中心控制节点处于网络中心位置，系统中每个节点维护一张两跳路由表，以完成全网的业务传输；在分簇网络状态下的簇内路由机制和单一大网络状态下一致，但簇头节点需要在簇间网络周期更新其簇内节点成员状态信息，并且簇内节点与其它簇的节点之间通信须通过该簇的簇头节点进行中继转发。进一步的，在单一大网络状态下，每个系统帧包括：1个控制时隙、若干业务时隙、若干中继时隙和至少一个空闲时隙；在分簇网络状态下，每个系统帧包括：1个控制时隙、若干业务簇间交互时隙、若干业务时隙、若干中继时隙和至少1个空闲时隙；系统将两种或者多种不同类型的消息组合到一个时隙中进行传输；每帧中的空闲时隙，用以保证新入网节点可实时加入到网络中。进一步的，所述中心控制节点产生Beacon消息，以控制控制时隙传输；普通节点只对beacon消息做转发，并不自己产生，转发时将自己的邻居节点表添加至该消息中；时隙分配表只在中心控制节点或簇头节点处更新；每个节点通过侦听邻居节点的Beacon消息后实时更新自己可达的路由表，并将自己的邻居节点表添加到Beac本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于亚音速平台的协同数据链系统，其特征在于，所述系统支持单一大网状态和分簇网络状态两种接入机制；在单一大网络状态下，系统中各节点共享自己的状态及位置信息，中心控制节点收集各节点的状态及位置信息，然后在设定的条件下，下发分簇指令；在分簇网络状态下，中心控制节点作为簇头节点，各节点根据接收到的分簇指令进行分簇，各簇头节点之间形成一级网络，普通节点与簇头节点之间形成二级网络；在单一大网络状态下，中心控制节点处于网络中心位置，系统中每个节点维护一张两跳路由表，以完成全网的业务传输；在分簇网络状态下的簇内路由机制和单一大网络状态下一致，但簇头节点需要在簇间网络周期更新其簇内节点成员状态信息，并且簇内节点与其它簇的节点之间通信须通过该簇的簇头节点进行中继转发。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于亚音速平台的协同数据链系统，其特征在于，所述系统支持单一大网状态和分簇网络状态两种接入机制；在单一大网络状态下，系统中各节点共享自己的状态及位置信息，中心控制节点收集各节点的状态及位置信息，然后在设定的条件下，下发分簇指令；在分簇网络状态下，中心控制节点作为簇头节点，各节点根据接收到的分簇指令进行分簇，各簇头节点之间形成一级网络，普通节点与簇头节点之间形成二级网络；在单一大网络状态下，中心控制节点处于网络中心位置，系统中每个节点维护一张两跳路由表，以完成全网的业务传输；在分簇网络状态下的簇内路由机制和单一大网络状态下一致，但簇头节点需要在簇间网络周期更新其簇内节点成员状态信息，并且簇内节点与其它簇的节点之间通信须通过该簇的簇头节点进行中继转发。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在单一大网络状态下，每个系统帧包括：1个控制时隙、若干业务时隙、若干中继时隙和至少一个空闲时隙；在分簇网络状态下，每个系统帧包括：1个控制时隙、若干业务簇间交互时隙、若干业务时隙、若干中继时隙和至少1个空闲时隙；系统将两种或者多种不同类型的消息组合到一个时隙中进行传输；每帧中的空闲时隙，用以保证新入网节点可实时加入到网络中。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述中心控制节点产生Beacon消息，以控制控制时隙传输；普通节点只对Beacon消息做转发，并不自己产生，转发时将自己的邻居节点表添加至该消息中；时隙分配表只在中心控制节点或簇头节点处更新；每个节点通过侦听邻居节点的Beacon消息后实时更新自己可达的路由表，并将自己的邻居节点表添加到Beacon消息中，并在分配给自己的业务时隙将该Beacon消息广播出去；当节点在发送业务，在路由表中找不到目的地址时，将该业务发给中心控制节点，即簇头节点，由其进行转发。


4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在单一大网状态下，系统采用TDMA接入协议；在分簇网络状态下，系统采用跳频和TDMA相结合的接入协议。


5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述路由表基于Beacon消息建立，建立过程如下：步骤1：中心控制节点发送Beacon消息，该消息中只携带时隙分配表；步骤2：与中心控制节点邻居的普通节点收到中心控制节点的Beacon消息后，确定中心控制节点为其邻居节点，将其邻居节点表添加到该Beacon消息并进行转发；步骤3：中心控制节点收到邻居的普通节点转发的Beacon消息则可确定该普通节点为其邻居节点；步骤4：与中心控制节点的邻居节点邻居而未与中心控制节点邻居的节点收到中心控制节点的邻居节点转发的Beacon消息后，确定为其邻居节点，中心控制节点为其2跳节点；所述路由表基于周期广播Beacon消息进行更新，更新过程如下：步骤A：中心控制节点每帧都会产生一个Beacon消息，其中携带最新的时隙分配表和邻居节点表，每个节点接收新的Beacon消息后，首先解析该消息上一跳节点地址，查找本地路由表，若为中心控制节点发送的，则上一跳节点地址为中心控制节点；如果该地址为：1跳邻节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：董俊花，关止，
申请(专利权)人：北京盛安同力科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11