一种适应高动态制造技术

本发明专利技术公开了一种信道资源接入分配方法，包括：将一个时元时间划分为

【技术实现步骤摘要】
一种适应高动态、强随机业务变化的信道资源接入分配方法


[0001]本专利技术涉及多址接入
，更具体地，涉及一种适应高动态
、
强随机业务变化的信道资源接入分配方法
。

技术介绍

[0002]受生物集群活动的启发，无人平台开始向集群方向发展
。
集群可以协同配合，同时处理多个目标，显著提升作战效能
。
但集群在执行任务中往往会遇到复杂地形环境及电磁环境，网络拓扑变化迅速，节点随时可能损毁或被遮蔽，造成通信链路不稳定
。
同时由于集群往往多个平台同时工作，信道竞争将严重影响网络性能，造成无人集群实时信息交互困难，无法发挥集群优势
。
加之无人平台运行速度很快，网络可能快速分裂成几个子网，若分裂后的网络拓扑无法及时更新，将严重影响任务执行
。
无人集群这些特性使得其对网络有着特殊需求，其信道接入协议应能满足业务实时性需求，并适应业务的强随机性和高动态变化
。
为满足这些需求，需解决时隙的实时动态分配
、
时钟同步以及子网与主站失联后，主站重新选举维护等三大难题
。
[0003]因此，为保障无人集群任务顺利执行，需要针对无人通信实时性需求，设计能实时自动感知用户业务量变化，并能根据业务量变化申请或释放时隙的信道资源接入分配方式，同时设计时钟同步和主站选举机制，从而实现强随机和高动态业务的适应性
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种适应高动态
、
强随机业务变化的信道资源接入分配方法，在
TDMA
集中式时隙分配基础上，设计了动态时隙的分配
、
时钟同步机制及主站选举
/
失效后重新选举机制，并将控制时隙的占用顺序与各节点和主站的拓扑信息结合，在网节点可在一个时元内完成对时隙的动态申请和分配，保障严格的实时性要求
。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的第一个方面，提供了一种适应高动态
、
强随机业务变化的信道资源接入分配方法，包括：将一个时元时间划分为
10
个时帧，每个时帧划分为
50
个时隙；一个时帧中首部8个时隙划分为预分配控制时隙；尾部2个时隙划分为控制时隙；其余时隙划分为数据时隙；其中，无人集群节点按照节点编号顺序占用第
1~4
时帧中的预分配控制时隙，并按照节点编号逆序占用第
6~9
时帧中的预分配控制时隙；第5时帧和第
10
时帧中的预分配控制时隙用于节点随机入网
、
网络分裂与聚合和子网间通信；所述数据时隙根据节点传输数据量需求进行动态分配；所述控制时隙用于节点发送突发紧急数据
。
[0006]作为本专利技术的一种优选方案，所述数据时隙根据节点传输数据量需求进行动态分配，具体包括：
节点根据当前队列中数据量和当前传输速率计算需要的发送时隙数目，在自己的网控帧内向主站发送申请；主站收到所述申请后，在所述数据时隙中选择时隙分配给申请节点
。
[0007]作为本专利技术的一种优选方案，所述主站收到所述申请后，在所述数据时隙中选择时隙分配给申请节点，具体包括：如果所述数据时隙中存在空闲时隙，则分配给所述申请节点；如果所述数据时隙中空闲时隙数不满足所述申请节点要求，则将占用时间超出第一阈值的时隙强制退出，分配给所述申请节点；如果所述数据时隙中不存在占用时间超出第一阈值的时隙，则不分配时隙，并反馈所述节点申请失败
。
[0008]作为本专利技术的一种优选方案，节点和与该节点间隔三跳及以外的节点复用所述数据时隙或不复用所述数据时隙
。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，还包括时隙的强制释放，所述时隙的强制释放，是在节点异常关机或未释放，且主站资源紧张时，在一定时间后将已分配的时隙强制释放
。
[0010]作为本专利技术的一种优选方案，所述数据时隙中还包括2个预留数据时隙，用于发送急迫业务
。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，还包括时钟同步，所述时钟同步包括用于同频子网融合时使全网同步的粗同步，和同一子网内部的精同步；所述粗同步是
FPGA
捕获数据同步头后，触发
CPU
中断，
CPU
向前推算时隙起点，写入偏差值；所述精同步是各节点入网后根据正向网控帧和反向网控帧进行校时，各节点向最末端的邻居节点校时，若末端有多个并列节点，则向编号最小的节点校时；各节点收到正向网控帧时，选择向梯度最小
、
编号最小的节点同步，并记录该节点编号；在收到该节点的反向网控帧时，完成测距校时
。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，还包括主站重新选举，所述主站重新选举包括：在主站被移除后，连续4个时元未收到主站网控帧，则节点进入子网分裂状态，该状态下节点按最后一次收到主站网控帧时的时隙表工作，占用反向网控帧时隙和数据时隙，不再发送正向网控帧；启动每时元记数累加，初始值为1，如果记数值对6求余等于自身
MAC
地址尾数，则将该节点升为主站；发送控制帧，期待其他节点向其入网，如果有节点入网，则进入工作状态；如果长时间无其他节点入网，则该节点再将自身改为从站侦听按照本专利技术的第二个方面，还提供了一种适应高动态
、
强随机业务变化的信道资源接入分配设备，其包括至少一个处理单元
、
以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述任一项所述方法的步骤
。
[0013]按照本专利技术的第三个方面，还提供了一种存储介质，其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在访问认证设备上运行时，使得所述访问认证设备执行上述任一项所述方法的步骤
。
[0014]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有
益效果：本专利技术提供的一种适应高动态
、
强随机业务变化的信道资源接入分配方法，在
TDMA
集中式时隙分配基础上，设计了动态时隙的分配
、
时钟同步机制及主站选举
/
失效后重新选举机制，并将控制时隙的占用顺序与各节点和主站的拓扑信息结合，在网节点可在一个时元内完成对时隙的动态申请和分配，保障严格的实时性要求
。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0016]图1为本专利技术实施例提供的一种适应高动态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适应高动态
、
强随机业务变化的信道资源接入分配方法，其特征在于：将一个时元时间划分为
10
个时帧，每个时帧划分为
50
个时隙；一个时帧中首部8个时隙划分为预分配控制时隙；尾部2个时隙划分为控制时隙；其余时隙划分为数据时隙；其中，无人集群节点按照节点编号顺序占用第
1~4
时帧中的预分配控制时隙，并按照节点编号逆序占用第
6~9
时帧中的预分配控制时隙；第5时帧和第
10
时帧中的预分配控制时隙用于节点随机入网
、
网络分裂与聚合和子网间通信；所述数据时隙根据节点传输数据量需求进行动态分配；所述控制时隙用于节点发送突发紧急数据
。2.
如权利要求1所述的信道资源接入分配方法，其特征在于：所述数据时隙根据节点传输数据量需求进行动态分配，具体包括：节点根据当前队列中数据量和当前传输速率计算需要的发送时隙数目，在自己的网控帧内向主站发送申请；主站收到所述申请后，在所述数据时隙中选择时隙分配给申请节点
。3.
如权利要求2所述的信道资源接入分配方法，其特征在于：所述主站收到所述申请后，在所述数据时隙中选择时隙分配给申请节点，具体包括：如果所述数据时隙中存在空闲时隙，则分配给所述申请节点；如果所述数据时隙中空闲时隙数不满足所述申请节点要求，则将占用时间超出第一阈值的时隙强制退出，分配给所述申请节点；如果所述数据时隙中不存在占用时间超出第一阈值的时隙，则不分配时隙，并反馈所述节点申请失败
。4.
如权利要求3所述的信道资源接入分配方法，其特征在于：节点和与该节点间隔三跳及以外的节点复用所述数据时隙或不复用所述数据时隙
。5.
如权利要求3所述的信道资源接入分配方法，其特征在于：还包括时隙的强制释放，所述时隙的强制释放，是在节点异常关机或未释放，且主站资源紧张时，在一定时间后将已分配的时隙强制释放
。6.
如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旻旻，黄治华，赵明，黄林，袁林锋，张剑东，杨心武，刘升，李向远，童永霞，李海涛，
申请(专利权)人：武汉船舶通信研究所中国船舶集团有限公司第七二二研究所，
类型：发明
国别省市：