[發(fā)明專利]一種基于資源分配策略的HF電臺(tái)組網(wǎng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310228327.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN103269518A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許道峰;何緯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所
• 主分類號(hào): H04W72/04
• 分類號(hào): H04W72/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及無線通信技術(shù)組網(wǎng)領(lǐng)域，尤其是涉及帶寬受限的一種基于資源分配策略的HF電臺(tái)組網(wǎng)方法。

背景技術(shù)

對(duì)于中大規(guī)模的HF（High?frequency，高頻）信號(hào)采集網(wǎng)絡(luò)，外圍節(jié)點(diǎn)數(shù)量U將達(dá)到上百個(gè)。一般的做法是將大網(wǎng)劃分成子網(wǎng)，子網(wǎng)再劃分成微網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

所有的外圍節(jié)點(diǎn)根據(jù)其所處的地理位置、通信條件劃分成K個(gè)分組，每個(gè)分組內(nèi)平均擁有外圍節(jié)點(diǎn)成員V=U/K個(gè)。每個(gè)分組與中心的一對(duì)發(fā)射接收機(jī)對(duì)應(yīng)。每個(gè)子網(wǎng)或微網(wǎng)形成一個(gè)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（P2MP）的星型網(wǎng)絡(luò)。這樣可以對(duì)不同的子網(wǎng)或微網(wǎng)進(jìn)行頻率的規(guī)劃。分組間采用不同的信道或頻率進(jìn)行FDMA復(fù)用，分組內(nèi)采用同一信道或頻率利用TDMA或CSMA進(jìn)行復(fù)用。由于所使用的頻率不同，實(shí)際上這些子網(wǎng)或微網(wǎng)是相互獨(dú)立工作的，并且子網(wǎng)或微網(wǎng)的固定分配方法可通性得不到保證。

基于HF的低速率星型網(wǎng)絡(luò)，目前主要應(yīng)用領(lǐng)域是海上船只定期短消息通信。這類應(yīng)用的共性是信道條件相對(duì)較平衡，因?yàn)橛泻Ｃ娌ǖ膫鬏敚粩?shù)據(jù)時(shí)效性要求較低；通信的數(shù)據(jù)量較小。基于這些特點(diǎn)，HF星型網(wǎng)絡(luò)一般采用基于輪詢策略的類TDMA協(xié)議，來解決共用信道的競(jìng)爭(zhēng)問題。中心有絕對(duì)的控制權(quán)，可以決定在一個(gè)時(shí)刻查詢某一外圍節(jié)點(diǎn)，僅被查詢的節(jié)點(diǎn)有使用共用信道進(jìn)行信號(hào)反饋的權(quán)利。這種基于輪詢的HF星型網(wǎng)絡(luò)在解決傳感器突發(fā)信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸方面能力不夠。

在雷達(dá)數(shù)據(jù)情報(bào)傳輸方面，目前仍然在中心采用多接收機(jī)，形成與外圍節(jié)點(diǎn)一對(duì)一的接收。一般要配置較大規(guī)模的HF接收中心，同時(shí)配置數(shù)量龐大的HF接收機(jī)組，成本較高。這類組網(wǎng)手段并不適合民用低成本應(yīng)用及突發(fā)型數(shù)據(jù)的集中采集。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于資源分配策略的HF電臺(tái)組網(wǎng)方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種基于資源分配策略的HF電臺(tái)組網(wǎng)方法，所述組網(wǎng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括中心部分和外圍節(jié)點(diǎn)；所述中心部分包括網(wǎng)絡(luò)控制器，以及與網(wǎng)絡(luò)控制器分別連接的一組HF發(fā)射機(jī)和一組HF接收機(jī)；外圍節(jié)點(diǎn)包括一組半雙工HF電臺(tái)；

半雙工HF電臺(tái)用于執(zhí)行外圍節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、控制信令的上傳與中心部分指令、控制信令的接收步驟；

中心部分用于執(zhí)行集中的外圍節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、控制信令接收與中心部分指令、控制信令下發(fā)，由網(wǎng)絡(luò)控制器對(duì)HF發(fā)射機(jī)及HF接收機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制；

發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和可能使用的通信頻率組成資源池，通過上行鏈路和下行鏈路實(shí)現(xiàn)上行頻率、下行頻率的選取。

本發(fā)明中，HF電臺(tái)組網(wǎng)中的上行鏈路包括以下部分：

在每個(gè)時(shí)間段，中心部分及各外圍節(jié)點(diǎn)均維護(hù)同一個(gè)上行通信頻率表，同時(shí)維護(hù)一個(gè)MASK矩陣，上行通信頻率表結(jié)構(gòu)如下：.

上行通信頻率表：

其中，N為接收機(jī)數(shù)，L為掃描信道數(shù)，兩者對(duì)應(yīng)部分為通信頻率點(diǎn)f；

MASK矩陣為一對(duì)應(yīng)上行通信頻率表的L×N維矩陣，初始狀態(tài)矩陣所有元素全為1，表示與之對(duì)應(yīng)的通信頻率表中的所有通信頻率點(diǎn)均可使用；

中心部分的接收機(jī)在通信頻表所設(shè)定的頻率點(diǎn)上掃描，組網(wǎng)動(dòng)態(tài)為各外圍節(jié)點(diǎn)分配通信頻率點(diǎn)，直至MASK矩陣最后變?yōu)槊苛袃H有一個(gè)元素是1，其它元素均為0的矩陣，通信資源分配完畢；

當(dāng)外圍節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)結(jié)束后，通過上行控制信令告知中心部分，此時(shí)中心部分釋放其所對(duì)應(yīng)接收機(jī)，將MASK矩陣對(duì)應(yīng)列設(shè)置為全0。上行（外圍節(jié)點(diǎn)到中心部分接收機(jī)）的數(shù)據(jù)包括：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（來自外圍節(jié)點(diǎn)傳感器）和控制信令。下行（中心部分發(fā)射機(jī)到外圍節(jié)點(diǎn)）的數(shù)據(jù)包括：指令和控制信令。

本發(fā)明中，HF電臺(tái)組網(wǎng)中的下行鏈路包括以下部分：中心部分和各外圍節(jié)點(diǎn)維護(hù)如下一個(gè)下行通信頻率表，下行通信頻率表每行代表一個(gè)時(shí)段的工作主用頻率g_mz及備用頻率下行通信頻率表結(jié)構(gòu)如下：

下行通信頻率表：

其中m為1～M中任意自然數(shù)，z為1～Z中任意自然數(shù)，M為發(fā)射機(jī)數(shù)，Z為劃分的時(shí)間段數(shù)；

外圍節(jié)點(diǎn)在掃描任一時(shí)段的主用頻率時(shí)，在本地形成一個(gè)信號(hào)質(zhì)量排隊(duì)列表，并在上行控制信令交互中將本節(jié)點(diǎn)站號(hào)、通信頻率點(diǎn)序號(hào)二元組反饋給中心部分，中心部分依據(jù)各個(gè)外圍節(jié)點(diǎn)的反饋，形成通信狀態(tài)表，通信狀態(tài)表保存有每個(gè)發(fā)射機(jī)接入的外圍節(jié)點(diǎn)站號(hào)及接入節(jié)點(diǎn)數(shù)量；