[发明专利]一种单信道时分多址星簇自组网时隙资源分配方法

说明书

本发明一种单信道时分多址星簇自组网时隙资源分配方法，该方法首先将时隙分为高优先级时隙和低优先级时隙。卫星节点入网时基于一跳传输范围内卫星节点的时隙占用信息为新入网节点提供快速接入机制，实现高优先级时隙资源的占用过程；当卫星节点发送负载量动态变化时，基于当前负载量和一跳传输范围内卫星节点时隙使用情况向一跳传输范围内的所有卫星节点广播待占用的动态时隙信息，一跳传输范围内的所有卫星节点对广播的动态时隙信息进行冲突检测，动态时隙申请节点根据申请的时隙信息和其中包含的冲突时隙信息共同完成时隙资源随负载的动态变化过程。

技术领域

本发明涉及的一种单信道时分多址星簇自组网时隙资源分配方法能够实现基于一跳传输范围内的所有卫星节点的时隙信息使用情况完成分布式的入网时隙分配过程，实现入网时隙的快速分配，在卫星节点入网后能够基于传输负载变化和一跳传输范围内多节点时隙冲突检测过程对卫星节点占用的动态时隙进行调整；适用于动态变化的星簇自组织网络，属于卫星通信资源管理领域。

背景技术

星簇自组织网能够最大限度地提升卫星服务能力和抗毁性，扩充卫星服务范围，有效地弥补单星在轨运行存在的各种不足，从而构建一个功能完善、性能稳定的空间服务系统。由于星簇网络的拓扑构型不确定，星间存在多跳传输，因此在时隙分配时必须要解决星间自组网所面临的暴露节点和隐藏节点的问题并能够适应星簇网络的动态变化和突发业务的传输需求。

星簇自组网的时隙分配与星簇节点的入退网、星间数据传输等密切相关，现有的无线自组织网已提出多种时隙资源分配方法，其时隙资源分配方法主要集中于中心式分配方式、基于传输路径分配时隙资源、基于两跳邻居节点信息分配时隙资源、基于树状结构分配时隙资源等方面。但是已有方法针对星上资源有限、传输速率较低、传输距离远的星簇自组网适用性不强，星簇自组网需要一种开销较小能够快速自适应拓扑结构和负载动态变化的时隙资源分配方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种单信道时分多址星簇自组网时隙资源分配方法，解决了传统时隙资源分配方法交互次数较多，开销较大的问题同时能够自适应网络结构和网络负载的变化。

本发明的技术方案是：

一种单信道时分多址星簇自组网时隙资源分配方法，包括以下步骤：

步骤1、待入网卫星节点完成时间同步后，在所有可用时隙中侦听一跳传输范围内卫星节点的数据发送信息，基于收到的数据帧中的标识位获取对应卫星节点对该时隙的占用类型，得到已被一跳传输范围内卫星节点占用的时隙信息；

步骤2、待入网卫星节点基于一跳传输范围内卫星节点时隙占用信息，获取自身入网所占用的时隙信息；

步骤3卫星节点完成入网后，基于当前待发送负载大小和发送速率，对本节点时隙资源的占用情况进行动态调整。

所述步骤2的具体方法为：

步骤2.1待入网卫星节点从已收集的一跳传输范围内的卫星节点已占用的时隙集合A中，提取已被占用的高优先级时隙集合B；集合B在待入网卫星节点所有可用时隙集合C中的补集D，即为待入网卫星节点可用的高优先级时隙集合E；

步骤2.2待入网卫星节点从可用的高优先级时隙集合E中随机选取N₁个时隙和N₂个时隙分别作为本节点预占用的入网时隙和本节点临时占用的广播时隙；并在N₂个时隙中向一跳传输范围内的卫星节点广播待占用的N₁个高优先级时隙；待入网卫星节点广播结束后，开始侦听一跳传输范围内卫星节点上报的冲突时隙号；