【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉数据链领域，尤其涉及一种用于数据链网络的信道接入方法。
技术介绍
1、数据链是以通信网络为纽带，以信息处理为核心，将遍布战场空间的感知系统、指挥系统、火力打击系统和信息攻击系统等作战要素联为一个有机整体的信息传输网络。近年来人工智能、云计算、大数据等科技创新和成果应用取得重大突破，以通信-感知-计算为核心特征的新一代移动信息网络快速发展，加速了信息化战争向智能化战争的转变。数据链作为打赢现代战争的核心装备，面对未来战争呈现的新特点，对数据链的组网能力提出了更高的要求，静态预规划方式难以满足未来战场临机组网需求，要求平台具有快速部署和动态接入能力。
2、以spma(statistical priority based media access)协议为代表的随机接入协议，由于具有无中心、自组织、抗毁伤、自愈合等特性，能够实现作战平台快速加入或退出网络，在数据链动态组网领域具有广泛的应用前景。spma协议采用统计优先级方式实现信道接入控制，在发送某一优先级消息时，spma协议将信道负载统计值与对应优先级阈值进行比较，从而判定该优先级消息是否允许发送。当数据链网络业务量较大时，spma协议采用退避低优先级消息的方式，保证高优先级消息传输的实时性，从而将信道占用控制在良好的状态，以提高数据链网络的传输性能。由此可知，准确感知信道状态，合理设置优先级阈值，优化消息退避策略，是提高数据链消息发送判决可靠性和降低数据链消息冲突概率的关键。
3、在现有技术中，在信道状态感知方面，本地感知方法对单节点设备感知能力
4、在现有技术中，在优先级阈值设置方面，现有方法存在优先级阈值固定设置、不能动态反映网络参数变化的问题。文献(郑文庆,金虎,郭建蓬,等.基于信道占用及优先级的mac协议退避算法[j].计算机工程与应用,2019,55(11):80-84.)基于物理层脉冲接收数统计给出了一种信道占用统计值计算方法，但该方法对单节点设备依赖性大，可靠性低，且优先级阈值采用固定设置方法，难以准确反映网络真实状态。
5、在现有技术中，在消息退避算法方法，现有退避算法的“饥饿效应”导致数据链消息传输的实时性低。虽然mild退避算法、eied退避算法、sd退避算法等在一定程度上缓解了beb退避算法的“饥饿效应”，但当信道拥堵时网络性能仍较差，也没有解决退避算法与作战应用场景的匹配问题，无法保证高优先级信息发送的实时性。
6、因此，如何准确感知数据链网络信道状态、动态设置优先级阈值、优化消息退避策略，以期降低消息发送的冲突概率，提高消息传输的实时性，是数据链领域需要重要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是公开一种基于信道感知的数据链消息信道接入方法，以准确感知数据链网络信道状态、动态设置优先级阈值、优化消息退避策略，以期降低消息发送的冲突概率，提高消息传输的实时性。
2、为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种基于信道感知的数据链消息信道接入方法。在该方法中，
3、数据链网络中各节点将待发送的数据链消息的数据包按优先级分别进入对应的优先级队列；
4、在当前统计时间窗内，各节点统计本节点的收发流量脉冲数和本节点设备性能参数，并经广播消息向网内节点分发共享；
5、本节点在当前统计时间窗内，通过接收其它节点所发送的广播消息，提取一跳范围内各节点统计的收发流量脉冲数和节点设备性能参数，通过分配一跳范围内各节点的统计能力权重计算信道负载值；
6、本节点在当前统计时间窗内，获得一跳范围内邻居节点数、各优先级数据包业务比例，计算数据包的各优先级阈值；
7、本节点在发送某一优先级数据包时，将所述数据包的优先级阈值与所述信道负载值进行比较，以判定所述数据包是否允许发送：
8、当所述数据包的优先级阈值大于所述信道负载值时，允许所述数据包送往信道传输；
9、当所述数据包的优先级阈值小于等于所述信道负载值时，则所述数据包采用基于优先级的退避算法回退。
10、进一步，在本专利技术所公开的技术方案中，所述信道负载值计算方法为：
11、本节点在当前统计时间窗内，通过接收其它节点所发送的广播消息，提取一跳范围内各节点统计的收发流量脉冲数和节点设备性能参数，通过分配一跳范围内各节点的统计能力权重计算信道负载值cos，表示为：
12、
13、其中，m表示数据链网络跳频频点个数，n表示本节点一跳范围内的邻居节点数，和分别表示邻居节点j和本节点在跳频频点fi上接收到的流量脉冲数，和分别表示邻居节点j和本节点在跳频频点fi上发送的流量脉冲数，αj表示邻居节点j的统计能力权重，β表示本节点的统计能力权重，τ表示流量脉冲的时间周期，ts表示统计时间窗的时间长度。
14、进一步，在本专利技术所公开的技术方案中，所述数据包的各优先级阈值计算方法包括以下步骤：
15、步骤一：计算最低优先级阈值thq-1：
16、
17、其中，q为数据包优先级个数，tb为数据包时间周期时长，ts为统计时间窗时长，λ为aloha网络条件下数据包成功传输概率为99％时网络产生的数据包个数；
18、步骤二：统计获得当前统计时间窗ts内各优先级数据包占总数据包的比例rj；
19、步骤三：计算其它优先级阈值thi：
20、
21、其中，数据包优先级从高至低依次为0,1,…,q-1，0为最高优先级，q-1为最低优先级，thi为优先级为i的优先级阈值。
22、进一步，在本专利技术所公开的技术方案中，所述基于优先级的退避算法包括以下步骤：
23、步骤一：获取当前统计时间窗的信道负载值和待发送数据包的优先级，设置退避窗口，其退避窗口cw满足关系式：
24、cw＝random()×(w0(μ+1)ecos)
25、其中，cw表示退避窗口大小，random()表示取0到1之间的一个随机数，w0表示初始退避窗口大小本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于信道感知的数据链消息信道接入方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于信道感知的数据链消息信道接入方法，其特征在于，所述信道负载值计算方法为：
3.根据权利要求1所述的基于信道感知的数据链消息信道接入方法，其特征在于，所述数据包的各优先级阈值计算方法包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于信道感知的数据链消息信道接入方法，其特征在于，所述基于优先级的退避算法包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的基于信道感知的数据链消息信道接入方法，其特征在于，所述一跳范围内各节点的统计能力权重分配方法包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.基于信道感知的数据链消息信道接入方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于信道感知的数据链消息信道接入方法，其特征在于，所述信道负载值计算方法为：
3.根据权利要求1所述的基于信道感知的数据链消息信道接入方法，其特征在于，所述数据包的各优先级阈值计算方...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵志勇，毛忠阳，徐建武，潘耀宗，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。