本文件涉及移動(dòng)自組網(wǎng)通信，尤其涉及一種復(fù)合多址的高動(dòng)態(tài)組網(wǎng)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著技術(shù)的發(fā)展，以無人機(jī)為代表的移動(dòng)通信類大規(guī)模組網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。組網(wǎng)運(yùn)行中，不同節(jié)點(diǎn)間的通信信號(hào)可能會(huì)相互干擾，導(dǎo)致通信質(zhì)量下降甚至失敗。

2、目前常用的協(xié)議包括時(shí)分多址協(xié)議（time?division?multiple?access,tdma協(xié)議）、基于統(tǒng)計(jì)優(yōu)先級(jí)的多址接入?yún)f(xié)議（statistical?priority-based?multiple,spma協(xié)議），其中tdma協(xié)議特別適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的數(shù)據(jù)通信，能保證通信的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。但大規(guī)模組網(wǎng)中使用單一的tdma協(xié)議進(jìn)行通信時(shí)，突發(fā)性突發(fā)緊急業(yè)務(wù)流傳輸傳輸延遲性、低效性問題為組網(wǎng)通信帶來了挑戰(zhàn)。spma協(xié)議是一種基于競爭類的mac協(xié)議，它能保證突發(fā)緊急業(yè)務(wù)極低的端到端時(shí)延與極高的傳輸成功率。但單一的spma協(xié)議存在固定閾值導(dǎo)致協(xié)議吞吐量低、高負(fù)載條件下業(yè)務(wù)沖突等問題，不適用于大規(guī)模移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)。

3、單一mac協(xié)議在組網(wǎng)通信中常常面臨一系列挑戰(zhàn)，尤其是在處理不同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)需求以及應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載變化時(shí)。tdma協(xié)議雖然通過嚴(yán)格的時(shí)隙分配有效避免了碰撞，確保了通信的穩(wěn)定性，但它在處理實(shí)時(shí)突發(fā)緊急業(yè)務(wù)需求時(shí)顯得力不從心。因?yàn)閠dma的固定時(shí)隙分配方式可能無法及時(shí)響應(yīng)這些突發(fā)緊急業(yè)務(wù)，導(dǎo)致通信延遲或服務(wù)質(zhì)量下降；另一方面，spma協(xié)議在處理高動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的突發(fā)緊急業(yè)務(wù)時(shí)表現(xiàn)出色，尤其是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較低的情況下。它根據(jù)優(yōu)先級(jí)和業(yè)務(wù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整信道資源，從而保證了這些關(guān)鍵業(yè)務(wù)的及時(shí)傳輸。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的增加，spma的性能會(huì)受到一定影響，可能無法持續(xù)滿足突發(fā)緊急業(yè)務(wù)的需求。

4、現(xiàn)有混合類協(xié)議一般為將tdma協(xié)議與載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞避免協(xié)議（carriersense?multiple?access?with?collision?avoidance,csma/ca協(xié)議）結(jié)合，tdma與csma結(jié)合的協(xié)議可以動(dòng)態(tài)地在兩種協(xié)議之間切換，提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、信道利用率等。但該類協(xié)議在傳播時(shí)延與復(fù)雜性上存在挑戰(zhàn)。在這類協(xié)議中，由于需要在兩種模式之間進(jìn)行切換，這可能會(huì)引入額外的傳播時(shí)延。特別是在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大、節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多的情況下，這種時(shí)延可能會(huì)更加明顯，從而影響網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性和響應(yīng)速度。

5、因此，亟需一種組網(wǎng)方案，解決單一mac協(xié)議組網(wǎng)通信在應(yīng)對(duì)不同業(yè)務(wù)需求時(shí)存在的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本說明書提供一種復(fù)合多址的高動(dòng)態(tài)組網(wǎng)方法及裝置，用于解決單一mac協(xié)議組網(wǎng)通信在應(yīng)對(duì)不同業(yè)務(wù)需求時(shí)存在的局限性。

2、第一方面，本說明書提供了一種復(fù)合多址的高動(dòng)態(tài)組網(wǎng)方法，包括：

3、組網(wǎng)建網(wǎng)后，采用tdma協(xié)議傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包，并基于預(yù)設(shè)的時(shí)隙表、跳頻圖案，進(jìn)行時(shí)頻分配，為每組通信節(jié)點(diǎn)對(duì)分配不同的頻點(diǎn)進(jìn)行通信；其中每個(gè)傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包中包括：業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、是否需要建立局部組網(wǎng)、局部組網(wǎng)開始的時(shí)間、參與局部組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)、局部組網(wǎng)結(jié)束的時(shí)間；

4、基于突發(fā)緊急業(yè)務(wù)局部組網(wǎng)請求，簇頭將接收到的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)送至簇內(nèi)參與局部組網(wǎng)的簇成員，確定每個(gè)簇內(nèi)參與局部組網(wǎng)的協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)，并跨簇建立局部組網(wǎng)；所述任務(wù)網(wǎng)絡(luò)信息，包括：任務(wù)網(wǎng)絡(luò)開始時(shí)間、任務(wù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)束時(shí)間、參與局部組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)序號(hào)及節(jié)點(diǎn)位置信息；

5、若協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)為簇頭或備份簇頭，則將所述協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)身份降級(jí)，指定組網(wǎng)內(nèi)不參與局部組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)作為新的簇頭或備份簇頭；

6、到達(dá)約定的局部組網(wǎng)開始時(shí)間后，所述局部組網(wǎng)內(nèi)各協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)議切換，采用spma協(xié)議傳輸所述突發(fā)緊急業(yè)務(wù)；

7、到達(dá)約定的局部組網(wǎng)結(jié)束時(shí)間后，解散所述局部組網(wǎng)，所有協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)分離，各個(gè)協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)重新回歸原簇，并使用tdma協(xié)議進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸。

8、第二方面，本說明書提供了一種復(fù)合多址的高動(dòng)態(tài)組網(wǎng)裝置，包括：常規(guī)業(yè)務(wù)傳輸模塊、局部組網(wǎng)建立模塊、原網(wǎng)絡(luò)調(diào)整模塊、局部組網(wǎng)運(yùn)行模塊、局部組網(wǎng)解散模塊，其中：

9、所述常規(guī)業(yè)務(wù)傳輸模塊，用于組網(wǎng)建網(wǎng)后，采用tdma協(xié)議傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包，并基于預(yù)設(shè)的時(shí)隙表、跳頻圖案，進(jìn)行時(shí)頻分配，為每組通信節(jié)點(diǎn)對(duì)分配不同的頻點(diǎn)進(jìn)行通信；其中每個(gè)傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包中包括：業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、是否需要建立局部組網(wǎng)、局部組網(wǎng)開始的時(shí)間、參與局部組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)、局部組網(wǎng)結(jié)束的時(shí)間；

10、所述局部組網(wǎng)建立模塊，用于基于突發(fā)緊急業(yè)務(wù)局部組網(wǎng)請求，簇頭將接收到的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)送至簇內(nèi)參與局部組網(wǎng)的簇成員，確定每個(gè)簇內(nèi)參與局部組網(wǎng)的協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)，并跨簇建立局部組網(wǎng)；所述任務(wù)網(wǎng)絡(luò)信息，包括：任務(wù)網(wǎng)絡(luò)開始時(shí)間、任務(wù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)束時(shí)間、參與局部組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)序號(hào)及節(jié)點(diǎn)位置信息；

11、所述原網(wǎng)絡(luò)調(diào)整模塊，用于若協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)為簇頭或備份簇頭，則將所述協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)身份降級(jí)，指定組網(wǎng)內(nèi)不參與局部組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)作為新的簇頭或備份簇頭；

12、所述局部組網(wǎng)運(yùn)行模塊，用于到達(dá)約定的局部組網(wǎng)開始時(shí)間后，所述局部組網(wǎng)內(nèi)各協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)議切換，采用spma協(xié)議傳輸突發(fā)緊急業(yè)務(wù)；

13、所述局部組網(wǎng)解散模塊，用于到達(dá)約定的局部組網(wǎng)結(jié)束時(shí)間后，解散所述局部組網(wǎng)，所有協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)分離，各個(gè)協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)重新回歸原簇，并使用tdma協(xié)議進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸。

14、本發(fā)明的有益效果如下：

15、本說明書提供了一種復(fù)合多址的高動(dòng)態(tài)組網(wǎng)方法及裝置，該方法在網(wǎng)絡(luò)傳輸常規(guī)業(yè)務(wù)消息時(shí)，組網(wǎng)采用tdma協(xié)議來進(jìn)行業(yè)務(wù)消息通信；當(dāng)組網(wǎng)中有突發(fā)性突發(fā)緊急業(yè)務(wù)消息需要傳輸時(shí)，發(fā)起網(wǎng)絡(luò)部分協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)的局部組網(wǎng)，局部組網(wǎng)內(nèi)部采用spma協(xié)議來保證突發(fā)緊急業(yè)務(wù)的低時(shí)延傳輸需求。突發(fā)緊急業(yè)務(wù)流結(jié)束后，節(jié)點(diǎn)再次使用tdma進(jìn)行常規(guī)業(yè)務(wù)通信。解決了單一mac協(xié)議組網(wǎng)通信在應(yīng)對(duì)不同業(yè)務(wù)需求時(shí)存在的局限性。該方法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求結(jié)合tdma與spma協(xié)議進(jìn)行組網(wǎng)通信，相比單一tdma協(xié)議，支持突發(fā)緊急業(yè)務(wù)流的低時(shí)延傳輸，實(shí)現(xiàn)了組網(wǎng)中高動(dòng)態(tài)的通信，且平衡了組網(wǎng)在不同業(yè)務(wù)需求下對(duì)于機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性的性能需求，使網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定高效。tdma協(xié)議與spma分別擁有不同且獨(dú)立的頻點(diǎn)資源，和不同的基于協(xié)議的時(shí)頻資源分配方法，既實(shí)現(xiàn)了不同協(xié)議內(nèi)部的快速可靠通信，也保證了不同協(xié)議運(yùn)行的獨(dú)立性，局部網(wǎng)絡(luò)不會(huì)與整體組網(wǎng)互相干擾。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合多址的高動(dòng)態(tài)組網(wǎng)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述到達(dá)約定的局部組網(wǎng)開始時(shí)間后，所述局部組網(wǎng)內(nèi)各協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)議切換，采用spma協(xié)議傳輸突發(fā)緊急業(yè)務(wù)之前，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，若不滿足第一發(fā)送條件，則將所述突發(fā)緊急業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包直接丟棄；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述若不滿足第二發(fā)送條件，則突發(fā)緊急業(yè)務(wù)進(jìn)入退避等待狀態(tài)之后，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述信道負(fù)載為預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)信道上出現(xiàn)的脈沖總數(shù)；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述若協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)為簇頭或備份簇頭，則將所述協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)身份降級(jí)，指定組網(wǎng)內(nèi)不參與局部組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)作為新的簇頭或備份簇頭，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述局部組網(wǎng)內(nèi)的協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)具備兩兩通信的能力，同時(shí)各個(gè)協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)還與原簇內(nèi)的簇節(jié)點(diǎn)具有通信能力。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)參與局部組網(wǎng)的業(yè)務(wù)的同時(shí)，在原tdma時(shí)隙預(yù)留的通信時(shí)隙與原簇頭交流位置信息。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述到達(dá)約定的局部組網(wǎng)結(jié)束時(shí)間后，解散所述局部組網(wǎng)，所有協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)分離，各個(gè)協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)重新回歸原簇，并使用tdma協(xié)議進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸，包括：

10.一種復(fù)合多址的高動(dòng)態(tài)組網(wǎng)裝置，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括：常規(guī)業(yè)務(wù)傳輸模塊、局部組網(wǎng)建立模塊、原網(wǎng)絡(luò)調(diào)整模塊、局部組網(wǎng)運(yùn)行模塊、局部組網(wǎng)解散模塊，其中：

技術(shù)總結(jié)
本說明書提供了一種復(fù)合多址的高動(dòng)態(tài)組網(wǎng)方法及裝置，涉及移動(dòng)自組網(wǎng)通信技術(shù)領(lǐng)域。該方法在網(wǎng)絡(luò)傳輸常規(guī)業(yè)務(wù)消息時(shí)，組網(wǎng)采用TDMA協(xié)議來進(jìn)行業(yè)務(wù)消息通信；當(dāng)組網(wǎng)中有突發(fā)性突發(fā)緊急業(yè)務(wù)消息需要傳輸時(shí)，發(fā)起網(wǎng)絡(luò)部分協(xié)同任務(wù)節(jié)點(diǎn)的局部組網(wǎng)，局部組網(wǎng)內(nèi)部采用SPMA協(xié)議來保證突發(fā)緊急業(yè)務(wù)的低時(shí)延傳輸需求。突發(fā)緊急業(yè)務(wù)流結(jié)束后，節(jié)點(diǎn)再次使用TDMA進(jìn)行常規(guī)業(yè)務(wù)通信。解決了單一MAC協(xié)議組網(wǎng)通信在應(yīng)對(duì)不同業(yè)務(wù)需求時(shí)存在的局限性。該方法支持突發(fā)緊急業(yè)務(wù)流的低時(shí)延傳輸，實(shí)現(xiàn)了組網(wǎng)中高動(dòng)態(tài)的通信，且平衡了組網(wǎng)在不同業(yè)務(wù)需求下對(duì)于機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性的性能需求；TDMA協(xié)議與SPMA分別擁有不同且獨(dú)立的頻點(diǎn)資源，局部網(wǎng)絡(luò)不會(huì)與整體組網(wǎng)互相干擾。

技術(shù)研發(fā)人員：楊健,尚佳棟,高暉,甄佳歡,賈步云,劉姝妍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京遙感設(shè)備研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9