[發(fā)明專利]一種針對跨域網(wǎng)絡的多址調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110350526.2
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113099545B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設計）人: 馮飛;王建;曹璐;張旭;趙曉飛;李獻斌
• 申請（專利權(quán)）人: 航天東方紅衛(wèi)星有限公司
• 主分類號: H04W74/02
• 分類號: H04W74/02;H04L41/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

針對天臨空地海一體化跨域互聯(lián)網(wǎng)絡子網(wǎng)內(nèi)具有網(wǎng)絡異構(gòu)、大時空尺度、高動態(tài)、業(yè)務多樣、網(wǎng)絡資源有限等特點，提供一種針對跨域網(wǎng)絡的多址調(diào)度方法。該方法結(jié)合跨域網(wǎng)絡組網(wǎng)通信需求，建立典型競爭機制、均分機制、預約機制等資源調(diào)度機制時延與資源效率模型，分析不同資源調(diào)度機制在不同子網(wǎng)內(nèi)與子網(wǎng)間適用性，設計結(jié)合競爭與預約的混合資源調(diào)度機制以及結(jié)合競爭與均分的混合資源調(diào)度機制，進一步提升系統(tǒng)實時性、穩(wěn)定性與有效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種針對跨域網(wǎng)絡的多址調(diào)度方法。

背景技術(shù)

目前組網(wǎng)與資源調(diào)度機制包括競爭、非競爭與混合等。關(guān)于競爭類機制，《Amodified 802.11protocal applicated in spare wireless local area network》基于IEEE 802.11協(xié)議，改進設計了衛(wèi)星編隊網(wǎng)絡中的MAC協(xié)議，并在不同的參數(shù)(包括時隙長度、最短幀間間隔、最小競爭窗口、幀長度、業(yè)務量)配置情況下，對網(wǎng)絡吞吐量、信道利用率、時延、丟包率等性能進行了仿真分析，該協(xié)議在輕度和中度負載下都有效地降低了沖突概率，且時延較小。但當負載過大時，衛(wèi)星編隊網(wǎng)絡的時延很大，且丟包率很高。美軍戰(zhàn)術(shù)目標瞄準網(wǎng)絡技術(shù)(Tactical Targeting Network Technology，TTNT)采用基于優(yōu)先級概率統(tǒng)計的多址接入(Statistic priority-based multiple access，SPMA)協(xié)議，根據(jù)當前信道負載統(tǒng)計信息對應的門限閾值來控制其是否接入網(wǎng)絡，即根據(jù)信道負載的升高逐步減少低優(yōu)先級分組的發(fā)送機會，從而合理地控制信道負載，減少發(fā)送碰撞概率。關(guān)于非競爭類機制，《小衛(wèi)星星群自組網(wǎng)MAC協(xié)議研究》針對主從異構(gòu)型空間通信面臨的網(wǎng)絡自組形成、主節(jié)點失效時的網(wǎng)絡重構(gòu)和介質(zhì)訪問的調(diào)度分配三個問題，提出了一種3D MAC協(xié)議，通過簇首可變機制、分輪選舉機制和基于預約分時的隨機訪問機制，滿足小衛(wèi)星星群在主從異構(gòu)型空間通信需求下的自組網(wǎng)功能特點。但是該協(xié)議有一個假設的前提要求任意兩個節(jié)點在物理層上是可通的，因此這個改進的協(xié)議對應用場景有很高的約束，擴展性不強。

由此可以看出，現(xiàn)有技術(shù)對于建網(wǎng)、入網(wǎng)機制設計與優(yōu)化的研究較少，且對于業(yè)務傳輸優(yōu)化的研究所針對的通信場景過于理想化，并未結(jié)合跨域特征進行聯(lián)合考慮。

因此，設計一種適應于立體柵格式跨域網(wǎng)絡是快速組建網(wǎng)絡并保證數(shù)據(jù)有效可靠傳輸?shù)囊粋€重要研究課題。目前尚沒有合適的適用于立體柵格式跨域網(wǎng)絡的多址調(diào)度機制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了針對天臨空地海一體化跨域互聯(lián)網(wǎng)絡子網(wǎng)內(nèi)具有網(wǎng)絡異構(gòu)、大時空尺度、高動態(tài)、業(yè)務多樣、網(wǎng)絡資源有限等特點，提供一種針對跨域網(wǎng)絡的多址調(diào)度方法。該方法結(jié)合跨域網(wǎng)絡組網(wǎng)通信需求，建立典型競爭機制、均分機制、預約機制等資源調(diào)度機制時延與資源效率模型，分析不同資源調(diào)度機制在不同子網(wǎng)內(nèi)與子網(wǎng)間適用性，設計結(jié)合競爭與預約的混合資源調(diào)度機制以及結(jié)合競爭與均分的混合資源調(diào)度機制，進一步提升系統(tǒng)實時性、穩(wěn)定性與有效性。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種針對跨域網(wǎng)絡的多址調(diào)度方法，將跨域網(wǎng)絡分為多個子網(wǎng)；

子網(wǎng)內(nèi)的調(diào)度包括如下步驟：

控制消息發(fā)送采用選舉機制，某節(jié)點選舉成功后，該節(jié)點進入退避狀態(tài)，退避結(jié)束后繼續(xù)參與選舉競爭；退避結(jié)束后，根據(jù)該節(jié)點獲得的鄰居節(jié)點的調(diào)度信息確定合法的競爭集合，利用偽隨機哈希混合函數(shù)與競爭節(jié)點展開選舉，若選舉失敗，重新確定競爭集合再次執(zhí)行選舉，直到該節(jié)點選舉成功；

數(shù)據(jù)消息發(fā)送采用預約機制，預約方式通過握手過程完成；

子網(wǎng)間的調(diào)度包括如下步驟：