[发明专利]一种高动态网络MAC层通信方法

说明书

本发明提供了一种高动态网络MAC层通信方法，根据无人机网络中节点数量以及流量负载的变化自适应调整控制信道间隔与服务信道间隔的相对长度以克服无人机网络的动态特性，提高整个网络的系统吞吐量，在帧结构设计中通过设置相应的优先级标记位对不同优先级的信息进行标记，使高优先级的信息优先传输，从而减少传输时延。本发明根据虚拟云处理中心所覆盖的无人机的数量以及流量负载的变化自适应调整控制信道间隔与服务信道间隔的相对长度以克服无人机网络的高动态特性，提高整个网络的系统吞吐量；使高优先级的信息先传输从而减少了高优先级信息传输时延，更符合实际应用场景需求。

技术领域

本发明涉及无线网络MAC层领域，具体为一种网络通信方法，具体为一种面向信息优先级的自适应高动态无人机网络MAC通信方法。

背景技术

无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)作为一种新兴技术，具有组装便利、灵活性强、用途多样、成本较低等优势，已被广泛应用于军事和民用领域。无人机网络作为一种特殊的移动自组织网络，有着自身的特别之处，主要体现在：1)节点大多数时间都处于高速移动中；2)无人机节点的移动更具有多样性；3)网络拓扑高动态变化，是无人机自组网与传统自组网最显著的区别之一。现有的大部分无人机网络MAC层协议无法适应高动态的无人机网络，尤其是当网络中的无人机节点数量与负载频繁变化的时候，现有的MAC层协议无法得到最大的网络吞吐量，因此亟需一种适应于高动态的无人机网络MAC层协议，提高整个无人机网络的效能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高动态网络MAC层通信方法。为了应对上述所提的挑战，本发明提出了一种面向信息优先级的自适应高动态无人机网络MAC层协议，命名为Information-Priority-Oriented Adaptive-MAC协议(简称为IPOA-MAC协议)。一方面，该协议可以根据无人机网络中节点数量以及流量负载的变化自适应调整控制信道间隔与服务信道间隔的相对长度以克服无人机网络的动态特性，提高整个网络的系统吞吐量；另一方面，在帧结构设计中通过设置相应的优先级标记位对不同优先级的信息进行标记，使高优先级的信息优先传输，从而减少传输时延。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案的具体步骤如下：

步骤一：虚拟云处理中心广播信道分配参数信息；

在IPOA-MAC协议中，一个时域信道被周期的划分为多个固定长度的帧持续时间，并且每个帧持续时间由控制信道间隔和服务信道间隔组成，划分的方式由信道分配参数定义，因为帧持续时间是固定的，因此可以通过信道分配参数对帧持续时间进行划分，信道分配参数定义为控制信道间隔与服务信道间隔的比值；在控制信道间隔，无人机采用载波侦听多址接入冲突避免机制(CSMA/CA)竞争接入机制以预留服务信道中的数据传输时隙，在服务信道间隔，无人机采用TDMA机制在预留的数据传输时隙中无冲突地传输数据包；初始的信道分配参数为1；

步骤二：各个无人机节点获取信道分配参数信息，如果无人机节点有信息要发送，则在控制信道间隔发送NEW_RTS用以预约在数据信道传输的时隙；由于在控制信道间隔采用CSMA/CA接入机制，因此数据有产生碰撞的可能性；当一个无人机节点传输的数据包与其他无人机节点传输的数据包产生碰撞导致信息丢失时，数据包需要进行重传；