[发明专利]一种基于距离加权的数据链信道负载统计方法

说明书

本发明公开了一种基于距离加权的数据链信道负载统计方法。在该方法中，数据链网络中的各成员分别在统计时间窗内，通过统计信道中数据链脉冲信号的数量计算节点信道负载；数据链网络内各成员通过信道负载广播消息，将所计算的节点信道负载周期性的向网内成员广播发送；在单跳范围内，数据链网络成员通过接收其它成员所发送的所述信道负载广播消息，并按距离加权的方式计算综合信道负载。本发明所公开的技术方案，通过准确设置信道负载统计参数，采用广播分发、距离加权的方式计算综合信道负载，解决了现有技术中信道负载统计参数不准确的问题，避免了单个平台物理特性对信道负载统计值影响较大，提高了数据链信道状态统计的准确性。

技术领域

本发明涉及一种数据链信道负载统计方法，尤其涉及一种基于距离加权的数据链信道负载统计方法。

背景技术

在数据链网络中，信道带宽是稀缺的资源。由于所有网络用户共享同一信道，当多个用户同时接入信道传输数据时，数据将在信道上互相碰撞并影响接收，导致浪费宝贵的信道资源，降低通信性能。所以就需要网络协议来协调安排信道资源的使用，使各用户以有效的方式接入信道，高效、公平、合理地共享有效的带宽资源，实现用户之间的有效通信，实时传输作战信息。一个网络协议设计的好坏决定数据的成功传输概率、吞吐量、平均传输时延、公平性、稳定性等性能指标的优劣。所以研究网络协议对数据链组网具有重要意义。

随机接入组网协议具有很强的灵活性。在现代局部战争中，战场态势瞬息万变，各种突发情况难以预料，使用随机接入组网协议进行数据链的组网可以提高数据链系统的灵活性和实时指挥作战能力，使各作战单元实时有效迅速地共享战场态势信息。美军TTNT数据链就是采用随机接入组网协议的典型代表。TTNT数据链采用的是SPMA(statisticalpriority based media access)协议。SPMA不需事先为节点分配时隙或预约时隙，只需根据信道忙闲程度决定分组是否接入信道，时效性得到保证。同时，SPMA协议是基于Ad Hoc网络所设计的，具有无中心、自组织、抗毁伤、自愈合等特性，能够实现网络单元快速加入或退出网络的功能。SPMA协议采用统计优先级方式进行信道接入控制，可以有效地满足高速率、低时延、大容量等要求。在发送某一优先级分组时，SPMA协议将信道占用统计值与对应优先级阈值进行比较，从而判定该优先级分组是否允许发送。当全网业务量较大时，SPMA协议算法将会退避低优先级分组，保证高优先级分组传输的可靠性，从而将信道占用控制在良好的状态，有效地解决了随机竞争类MAC协议在全网业务量较大时由于信道碰撞加剧导致网络性能严重恶化的问题。由此可知，数据链信道占用统计是SPMA协议控制数据链脉冲信号发送的关键。

在现有技术中，进行数据链信道负载统计时，是在物理层统计一段时间内信道上出现的脉冲总数作为信道负载。如文献(基于信道占用及优先级的MAC协议退避算法[J].郑文庆,金虎,郭建蓬等,计算机工程与应用,2019,55(11),80-84)给出了一种信道负载统计方法。然而在该方法中，所述信道负载的计算仅仅考虑了数据链脉冲时长参数，并未考虑脉冲时间间隔参数。在TTNT数据链中，所发送的数据是以脉冲形式发送的，且相邻脉冲之间具有脉冲时间间隔，然而在现有技术中，信道负载的计算公式并未将其考虑在内，这会使所计算的信道负载值减小，无法正确反应当前的信道状态；从而使TTNT数据链判断错误，将数据链信息送入信道传输时，会造成网内用户数据链信息冲突，将大大降低数据链信息发送的成功概率，无法及时将战场重要信息成功发送出去，导致贻误战场，带来严重的后果。