【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于數(shù)據(jù)鏈通信，涉及dz數(shù)據(jù)鏈通信技術(shù)無(wú)線自組網(wǎng)系統(tǒng)資源調(diào)度方法
技術(shù)介紹
1、dz數(shù)據(jù)鏈端機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)彈間、彈地實(shí)時(shí)通信的電子設(shè)備，用于滿(mǎn)足彈彈和彈地等場(chǎng)景的協(xié)同探測(cè)、協(xié)同對(duì)抗、數(shù)傳等使用需求。
2、現(xiàn)有技術(shù)一《無(wú)線自組網(wǎng)動(dòng)態(tài)資源分配的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，丁磊2017.09》示出，無(wú)線自組網(wǎng)結(jié)合分布式資源分配和動(dòng)態(tài)資源分配，采用分布式動(dòng)態(tài)資源分配進(jìn)行無(wú)線資源分配。分布式動(dòng)態(tài)資源分配能夠有效的解決資源浪費(fèi)的問(wèn)題，同時(shí)由于有空閑的時(shí)隙資源，當(dāng)有鄰居接入時(shí)，可以將空閑的時(shí)隙分配給新加入的鄰居，不改變和其他的時(shí)隙分配，不會(huì)發(fā)生沖突，保證了鄰居間業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性。
3、現(xiàn)有技術(shù)二《命名數(shù)據(jù)無(wú)線自組網(wǎng)資源分配與路由優(yōu)化機(jī)制》提出了一種基于區(qū)分服務(wù)的多優(yōu)先級(jí)仿生競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。首先，根據(jù)以?xún)?nèi)容名稱(chēng)命名的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了在內(nèi)容名稱(chēng)中標(biāo)記服務(wù)類(lèi)型字段來(lái)區(qū)分不同業(yè)務(wù)的方法，路由節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)內(nèi)容名稱(chēng)中的類(lèi)型字段來(lái)對(duì)興趣包和數(shù)據(jù)包進(jìn)行區(qū)分。然后，綜合考慮相同類(lèi)型數(shù)據(jù)之間的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)和不同類(lèi)型數(shù)據(jù)之間的外部競(jìng)爭(zhēng)，建立了基于多優(yōu)先級(jí)仿生競(jìng)爭(zhēng)的區(qū)分服務(wù)傳輸模型，保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)適應(yīng)性。
4、現(xiàn)有技術(shù)三《y?xi，et?al.da-stdma:a?novel?media?access?control?protocolfor?mobile?ad-hocnetworks?based?on?directional?antenna[c].internationalconference?on?advances?in?mobile?comp
5、現(xiàn)有技術(shù)一采用分布式資源分配和動(dòng)態(tài)資源分配相結(jié)合的方式進(jìn)行資源調(diào)度，可以很好地解決網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小的環(huán)境下資源沖突和業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性，但是在節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)距離、規(guī)模較大的場(chǎng)景下可能出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)掉網(wǎng)或者業(yè)務(wù)信號(hào)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，該資源調(diào)度方式仍有一定的局限性。
6、現(xiàn)有技術(shù)二提出的無(wú)線自組網(wǎng)的資源分配和路由優(yōu)化選擇了帶寬、時(shí)延、節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性、緩存命中率等指標(biāo)作為參照，還需要多綜合考慮其他因素，比如業(yè)務(wù)質(zhì)量等。還有對(duì)路由的優(yōu)化缺乏對(duì)多業(yè)務(wù)的考慮。
7、現(xiàn)有技術(shù)三提出的資源分配方法在節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)仍然使用了全向天線，而在動(dòng)態(tài)分配資源時(shí)需要不斷廣播控制幀，導(dǎo)致大量的額外開(kāi)銷(xiāo)，資源利用率極低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法。本專(zhuān)利技術(shù)所述方法將dz數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)設(shè)計(jì)為時(shí)間、空間、網(wǎng)絡(luò)(三維立體)相耦合的方式，并通過(guò)協(xié)議軟件對(duì)不同單網(wǎng)的時(shí)間、空間、頻率資源進(jìn)行切分，從而解決了強(qiáng)干擾環(huán)境中、遠(yuǎn)距離場(chǎng)景下不同節(jié)點(diǎn)的按需接入，以及遠(yuǎn)距離通信的問(wèn)題。
2、具體技術(shù)方案如下：
3、一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法，用于dz數(shù)據(jù)鏈，基于幀結(jié)構(gòu)，各端機(jī)節(jié)點(diǎn)按照dz數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)不同階段的需要，對(duì)三維資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，所述三維資源包括時(shí)間、空間、網(wǎng)絡(luò)，其中，時(shí)間指時(shí)間資源，空間指網(wǎng)絡(luò)成員的波束指向，網(wǎng)絡(luò)指不同的跳頻圖案，進(jìn)行各階段消息交互，幀結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了協(xié)議資源軟件各功能的執(zhí)行順序，幀結(jié)構(gòu)包括：將一天分割為多個(gè)時(shí)元，每個(gè)時(shí)元?jiǎng)澐譃槎鄠€(gè)時(shí)幀，每個(gè)時(shí)幀劃分為多個(gè)微時(shí)隙，微時(shí)隙是網(wǎng)絡(luò)的最小時(shí)間單位，系統(tǒng)容量以微時(shí)隙為單位分給用戶(hù)；一個(gè)時(shí)幀內(nèi)的多個(gè)相鄰微時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)時(shí)隙；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)模式、網(wǎng)絡(luò)成員和速率配置設(shè)定時(shí)隙類(lèi)型，時(shí)隙類(lèi)型不同，一個(gè)時(shí)隙包括的微時(shí)隙數(shù)也不同。
4、進(jìn)一步的，時(shí)隙類(lèi)型劃分為固定廣播時(shí)隙，固定信令時(shí)隙和動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙三類(lèi)；固定廣播時(shí)隙分配給單網(wǎng)內(nèi)簇首，專(zhuān)用于數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)階段信令交互，時(shí)隙長(zhǎng)度為1個(gè)微時(shí)隙～4個(gè)微時(shí)隙；固定信令時(shí)隙分配給網(wǎng)絡(luò)成員，專(zhuān)用于數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)完成后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的信令交互，包括鏈路周期維護(hù)，路由表周期更新，時(shí)隙長(zhǎng)度為1個(gè)微時(shí)隙～4個(gè)微時(shí)隙；動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙分配給有業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)成員，用于彈群不同的作戰(zhàn)任務(wù)，時(shí)隙長(zhǎng)度為1個(gè)微時(shí)隙～20個(gè)微時(shí)隙。
5、進(jìn)一步的，固定信令時(shí)隙規(guī)則包括，
6、當(dāng)每個(gè)單網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)成員節(jié)點(diǎn)數(shù)目，少于固定信令時(shí)隙包含的微時(shí)隙數(shù)量時(shí)，則每個(gè)網(wǎng)絡(luò)成員節(jié)點(diǎn)在一個(gè)時(shí)幀中占用一個(gè)固定信令時(shí)隙的一個(gè)微時(shí)隙發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求消息，用于響應(yīng)簇首節(jié)點(diǎn)的廣播消息，通知簇首節(jié)點(diǎn)該網(wǎng)絡(luò)成員節(jié)點(diǎn)完成同步校時(shí)，入網(wǎng)成功；
7、當(dāng)每個(gè)單網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)成員節(jié)點(diǎn)數(shù)目，多于固定信令時(shí)隙包含的微時(shí)隙數(shù)量時(shí)，需要多個(gè)時(shí)幀才能保證每個(gè)網(wǎng)絡(luò)成員節(jié)點(diǎn)有固定信令微時(shí)隙資源；簇首節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的網(wǎng)絡(luò)成員節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)請(qǐng)求信息判斷本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有多少個(gè)節(jié)點(diǎn)，更新廣播信息中的時(shí)隙資源表。
8、進(jìn)一步的，dz數(shù)據(jù)鏈的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在物理連接上包含多個(gè)獨(dú)立的單網(wǎng)，單網(wǎng)可以是簇內(nèi)網(wǎng)，也可以是簇間網(wǎng)，簇內(nèi)網(wǎng)由各個(gè)簇內(nèi)網(wǎng)絡(luò)成員節(jié)點(diǎn)和簇內(nèi)簇首節(jié)點(diǎn)組成，簇內(nèi)簇首對(duì)簇內(nèi)網(wǎng)絡(luò)成員執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理、資源分配、時(shí)間同步操作；簇內(nèi)簇首節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)兩套跳頻圖案，一套在簇間網(wǎng)與其他節(jié)點(diǎn)通信使用，一套在其所在的簇內(nèi)網(wǎng)使用；簇內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)一套跳頻圖案，用于所在的簇內(nèi)網(wǎng)使用；
9、簇間網(wǎng)由各個(gè)簇內(nèi)網(wǎng)的簇首節(jié)點(diǎn)組成，在這些節(jié)點(diǎn)中選出簇間網(wǎng)的簇首，對(duì)簇間單網(wǎng)成員執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理、資源分配、時(shí)間同步操作；簇間網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)需要存儲(chǔ)兩套跳頻圖案，一套在簇間網(wǎng)與其他節(jié)點(diǎn)通信使用，一套在其所在的簇內(nèi)網(wǎng)使用。
10、進(jìn)一步的，動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙的申請(qǐng)過(guò)程通過(guò)固定時(shí)隙中的廣播消息和入網(wǎng)請(qǐng)求消息交互完成，具體包括：
11、1)檢測(cè)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送需求后，首先計(jì)算業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所需要的動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙；
12、2)判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否為簇首節(jié)點(diǎn)，
13、若為簇首節(jié)點(diǎn)，則直接比較當(dāng)前可用動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙數(shù)n1和所需業(yè)務(wù)時(shí)隙數(shù)n2，若n1>n2，則可以申請(qǐng)資源，即申請(qǐng)成功；若n1<n2，則不可以申請(qǐng)資源，即申請(qǐng)失敗；
14、若為網(wǎng)絡(luò)成員節(jié)點(diǎn)，則需要發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求消息幀，攜帶需要占用的動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙數(shù)以及業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)；偵聽(tīng)簇首節(jié)點(diǎn)發(fā)送的廣播消息幀，并解析其內(nèi)容，判斷是否允許占用的所申請(qǐng)的資源；若允許占用，則采取相應(yīng)的更新本地時(shí)隙表操作,請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)完成動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙申請(qǐng)過(guò)程；若不允許，則資源申請(qǐng)失敗。
15、進(jìn)一步的，動(dòng)態(tài)時(shí)隙的釋放過(guò)程包括，需要釋放動(dòng)態(tài)時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)首先更新自己的本地的時(shí)隙表，之后發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求消息幀，攜帶需要釋放的動(dòng)態(tài)時(shí)隙信息，簇首節(jié)點(diǎn)收到該幀后立即更新本地的鄰節(jié)點(diǎn)時(shí)隙表，并進(jìn)行廣播，最終完成動(dòng)態(tài)時(shí)隙的釋放過(guò)程。
16、進(jìn)一步的，資源搶占流程就是比較兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)高低，優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)資源搶占成功，原來(lái)占有的資源需要先釋放，才能重新申請(qǐng)使用。
17、有益效果
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法，用于DZ數(shù)據(jù)鏈，其特征在于：基于幀結(jié)構(gòu)，各端機(jī)節(jié)點(diǎn)按照DZ數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)不同階段的需要，對(duì)三維資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，所述三維資源包括時(shí)間、空間、網(wǎng)絡(luò)，其中，時(shí)間指時(shí)間資源，空間指網(wǎng)絡(luò)成員的波束指向，網(wǎng)絡(luò)指不同的跳頻圖案，進(jìn)行各階段消息交互，幀結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了協(xié)議資源軟件各功能的執(zhí)行順序，幀結(jié)構(gòu)包括：將一天分割為多個(gè)時(shí)元，每個(gè)時(shí)元?jiǎng)澐譃槎鄠€(gè)時(shí)幀，每個(gè)時(shí)幀劃分為多個(gè)微時(shí)隙，微時(shí)隙是網(wǎng)絡(luò)的最小時(shí)間單位，系統(tǒng)容量以微時(shí)隙為單位分給用戶(hù)；一個(gè)時(shí)幀內(nèi)的多個(gè)相鄰微時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)時(shí)隙；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)模式、網(wǎng)絡(luò)成員和速率配置設(shè)定時(shí)隙類(lèi)型，時(shí)隙類(lèi)型不同，一個(gè)時(shí)隙包括的微時(shí)隙數(shù)也不同。
2.根據(jù)權(quán)1所述的一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法，其特征在于：時(shí)隙類(lèi)型劃分為固定廣播時(shí)隙，固定信令時(shí)隙和動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙三類(lèi)；固定廣播時(shí)隙分配給單網(wǎng)內(nèi)簇首，專(zhuān)用于數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)階段信令交互，時(shí)隙長(zhǎng)度為1個(gè)微時(shí)隙～4個(gè)微時(shí)隙；固定信令時(shí)隙分配給網(wǎng)絡(luò)成員，專(zhuān)用于數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)完成后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的信令交互，包括鏈路周期維護(hù)，路由表周期更新，時(shí)隙長(zhǎng)度為1個(gè)微時(shí)隙～4個(gè)微時(shí)隙；動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙分配給有業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)
3.根據(jù)權(quán)2所述的一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法，其特征在于：固定信令時(shí)隙規(guī)則包括，
4.根據(jù)權(quán)1或2或3所述的一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法，其特征在于：DZ數(shù)據(jù)鏈的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在物理連接上包含多個(gè)獨(dú)立的單網(wǎng)，單網(wǎng)可以是簇內(nèi)網(wǎng)，也可以是簇間網(wǎng)，簇內(nèi)網(wǎng)由各個(gè)簇內(nèi)網(wǎng)絡(luò)成員節(jié)點(diǎn)和簇內(nèi)簇首節(jié)點(diǎn)組成，簇內(nèi)簇首對(duì)簇內(nèi)網(wǎng)絡(luò)成員執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理、資源分配、時(shí)間同步操作；簇內(nèi)簇首節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)兩套跳頻圖案，一套在簇間網(wǎng)與其他節(jié)點(diǎn)通信使用，一套在其所在的簇內(nèi)網(wǎng)使用；簇內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)一套跳頻圖案，用于所在的簇內(nèi)網(wǎng)使用；
5.根據(jù)權(quán)4所述的一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法，其特征在于：動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙的申請(qǐng)過(guò)程通過(guò)固定時(shí)隙中的廣播消息和入網(wǎng)請(qǐng)求消息交互完成，具體包括：
6.根據(jù)權(quán)5所述的一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法，其特征在于：動(dòng)態(tài)時(shí)隙的釋放過(guò)程包括，需要釋放動(dòng)態(tài)時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)首先更新自己的本地的時(shí)隙表，之后發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求消息幀，攜帶需要釋放的動(dòng)態(tài)時(shí)隙信息，簇首節(jié)點(diǎn)收到該幀后立即更新本地的鄰節(jié)點(diǎn)時(shí)隙表，并進(jìn)行廣播，最終完成動(dòng)態(tài)時(shí)隙的釋放過(guò)程。
7.根據(jù)權(quán)5所述的一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法，其特征在于：資源搶占流程就是比較兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)高低，優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)資源搶占成功，原來(lái)占有的資源需要先釋放，才能重新申請(qǐng)使用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法，用于dz數(shù)據(jù)鏈，其特征在于：基于幀結(jié)構(gòu)，各端機(jī)節(jié)點(diǎn)按照dz數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)不同階段的需要，對(duì)三維資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，所述三維資源包括時(shí)間、空間、網(wǎng)絡(luò)，其中，時(shí)間指時(shí)間資源，空間指網(wǎng)絡(luò)成員的波束指向，網(wǎng)絡(luò)指不同的跳頻圖案，進(jìn)行各階段消息交互，幀結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了協(xié)議資源軟件各功能的執(zhí)行順序，幀結(jié)構(gòu)包括：將一天分割為多個(gè)時(shí)元，每個(gè)時(shí)元?jiǎng)澐譃槎鄠€(gè)時(shí)幀，每個(gè)時(shí)幀劃分為多個(gè)微時(shí)隙，微時(shí)隙是網(wǎng)絡(luò)的最小時(shí)間單位，系統(tǒng)容量以微時(shí)隙為單位分給用戶(hù)；一個(gè)時(shí)幀內(nèi)的多個(gè)相鄰微時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)時(shí)隙；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)模式、網(wǎng)絡(luò)成員和速率配置設(shè)定時(shí)隙類(lèi)型，時(shí)隙類(lèi)型不同，一個(gè)時(shí)隙包括的微時(shí)隙數(shù)也不同。
2.根據(jù)權(quán)1所述的一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源分配方法，其特征在于：時(shí)隙類(lèi)型劃分為固定廣播時(shí)隙，固定信令時(shí)隙和動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙三類(lèi)；固定廣播時(shí)隙分配給單網(wǎng)內(nèi)簇首，專(zhuān)用于數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)階段信令交互，時(shí)隙長(zhǎng)度為1個(gè)微時(shí)隙～4個(gè)微時(shí)隙；固定信令時(shí)隙分配給網(wǎng)絡(luò)成員，專(zhuān)用于數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)完成后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的信令交互，包括鏈路周期維護(hù)，路由表周期更新，時(shí)隙長(zhǎng)度為1個(gè)微時(shí)隙～4個(gè)微時(shí)隙；動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)時(shí)隙分配給有業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)成員，用于彈群不同的作戰(zhàn)任務(wù)，時(shí)隙長(zhǎng)度為1個(gè)微時(shí)隙～20個(gè)微時(shí)隙。
3.根據(jù)權(quán)2所述的一種基于幀結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)資源...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙楠，丁峰，邵瑜，郝強(qiáng)，馬君剛，陳昱良，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京航天科工世紀(jì)衛(wèi)星科技有限公司，
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