[发明专利]一种实现航空自组网MAC协议的方法及其系统

权利要求书

1.一种实现航空自组网MAC协议的方法，包含以下步骤：

步骤1)、节点根据已知的邻居节点的数量，若邻居节点数量多于阈值n时则广播一个接入请求打开报文；若邻居节点数量少于阈值n时则广播一个接入请求关闭报文；

步骤2)、邻居节点收到接入请求打开报文后，在业务数据发送前，先向其通信一跳节点发送接入请求报文；

步骤3)、通信一跳节点接收到接入请求报文后，并能够正确解码，则在下一帧的接入响应中回复接入请求确认报文，通知允许发送的邻居节点；

步骤4)、邻居节点收到通信一跳节点接入请求确认报文后进入业务数据发送流程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤3)还包含当通信一跳节点接收到的接入请求报文超过n个，通信一跳节点根据请求的数据类型综合判断允许接入的节点，先允许具有QoS级别较高业务节点的数据发送请求。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述业务数据发送流程包含以下步骤：

步骤5)、节点依据当前信道忙闲程度统计判断当前待发送业务是否需执行基于QoS保证回退处理，若当前信道忙闲程度统计结果高于待发送业务发送阈值，则待发送业务执行回退处理，直至信道忙闲程度统计结果低于待发送业务发送阈值，该待发送业务才允许被发送；

步骤6)、节点根据信道忙闲程度统计选择空闲信道，将多业务设计成多优先级队列组，依据待发送业务包优先级高低选择优先级队列组中相应队列，并按照先进先出的顺序将数据包装载入相应队列，待组帧后通过选择的空闲信道进行调制和射频发射。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述基于QoS保证回退处理的方法为：

设冲突窗口为W，最小冲突窗口为W_min，最大重传次数为M，m∈(0，M)，QoS指数为k，当前重传次数为m，则当前冲突窗口为：

其中表示向下取整；当m值增加到M时，再连续重传，m的值将保持为M不变，直到该节点发送成功；或者当m值增加到M时，m将被重新置为0，删除超时业务。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述信道忙闲程度统计的的方法为：

依据物理层一定时间内信道中侦听到的业务量统计以及信道功率统计，若业务量统计值高，或者信道业务量统计值较低但信道功率统计值较高则将信道状态归类为忙。

6.实现权利要求1至4任一所述的方法的系统，包含分布式接入请求处理模块，其特征在于：

所述分布式接入请求处理模块用于节点根据已知的邻居节点的数量，若邻居节点数量多于阈值n时则广播一个接入请求打开报文；若邻居节点数量少于阈值n时则广播一个接入请求关闭报文；

当节点作为邻居节点时，在接收到接入请求打开报文后，在业务数据发送前，需向通信一跳节点发送接入请求报文来维护接入请求，收到通信一跳节点接入请求确认报文才能进行业务数据发送；

在节点作为通信一跳节点时，所述分布式接入请求处理模块接收到接入请求报文后，并能够正确解码，则在下一帧的接入响应中回复接入请求确认报文，通知允许发送的邻居节点。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于所述分布式接入请求处理模块在节点作为通信一跳节点时，还用于根据接收到的接入请求报文超过n个，根据请求的数据类型综合判断允许接入的节点，优先考虑具有QoS级别较高业务节点的数据发送请求。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于还包含基于QoS保证退避处理模块、信道忙闲统计模块、业务优先级队列管理模块、MAC层数据帧处理模块；

所述基于QoS保证退避处理模块用于在节点有待发送业务时，依据当前各信道忙闲程度判断当前待发送业务是否需执行基于QoS保证回退处理；

所述信道忙闲统计模块用于判断当前各信道忙闲程度；

所述业务优先级队列管理模块用于将多业务设计成多优先级队列组，依据待发送业务包优先级高低选择优先级队列组中相应队列，并按照先进先出的顺序将数据包装载入相应队列；

MAC层数据帧处理模块用于接收网络层协议数据包，经过组帧处理后，送至物理层；接收物理层上传的数据帧，解封装后将其上传至网络层。