[发明专利]一种飞行器链式组网信道接入方法及系统

权利要求书

1.一种飞行器链式组网信道接入方法，其特征在于，包括：

基于自适应链式TDMA接入算法，在具有预设长度的巡线中对飞行器节点的数量进行动态地调整；

基于所述具有预设长度的巡线建立能量消耗模型，求解所述能量消耗模型的最优解；

所述基于自适应链式TDMA接入算法，在具有预设长度的巡线中对飞行器节点的数量进行动态地调整，具体包括：

获取所述具有预设长度的巡线中的当前飞行器在网节点数；

根据所述当前飞行器在网节点数获得每个帧中的时隙个数；

获取待接入飞行器节点，基于所述待接入飞行器节点的入网请求更新网络通信路由表以及时隙分配方案，使得所述待接入飞行器节点接入所述具有预设长度的巡线中；

所述基于所述具有预设长度的巡线建立能量消耗模型，求解所述能量消耗模型的最优解，具体包括：

获取每个飞行器节点的吞吐量；

获取所述具有预设长度的巡线中的节点能量消耗参数集合，基于所述节点能量消耗参数集合得到每个飞行器节点的平均功耗；

基于所述吞吐量和所述平均功耗，得到每个飞行器节点的归一化能量消耗模型，对所述归一化能量消耗模型求解，求取使得所述归一化能量消耗模型中能量消耗最小所对应的飞行器节点数；

所述获取每个飞行器节点的吞吐量，具体包括：

获取网络带宽和网络内节点个数；

基于所述网络带宽和所述网络内节点个数，得到所述吞吐量：

其中，TP为每个节点的所述吞吐量，BW为所述网络带宽，n为所述网络内节点个数；

进一步修正为：

其中，TP为每个节点的所述吞吐量，BW为所述网络带宽，n为所述网络内节点个数，为数据包中传输payload的数据量，为整包数据的数据量；

所述获取所述具有预设长度的巡线中的节点能量消耗参数集合，基于所述节点能量消耗参数集合得到每个飞行器节点的平均功耗，具体包括：

获取网络内节点数量、所述预设长度、每个节点最大有效通信距离、载波频率、发射信号功率、接收信号功率、发射天线增益、接收天线增益、系统损耗、接收门限、接收时射频功耗、发射时射频功耗和系统其它功耗；

设定所述接收信号功率为所述接收门限，得到更新后的接收信号功率：

由所述预设长度和所述网络内节点数量得到相邻节点间最大有效通信距离：

基于所述接收信号功率、所述发射天线增益、所述接收天线增益、所述系统损耗和自由空间损耗，得到更新后的发射信号功率，其中所述自由空间损耗由所述相邻节点间最大有效通信距离和所述载波频率所得到：

其中自由空间损耗，C为光速常量；

基于射频发射或接收时的信号功率和射频功耗的关系获取第一矩阵，基于节点发射时间和接收时间的关联获取第二矩阵；

由所述更新后的接收信号功率、所述更新后的发射信号功率、所述第一矩阵、所述第二矩阵和所述系统其它功耗，得到所述平均功耗；

；

则每个节点完成巡线工作的归一化能量消耗为：

。

2.根据权利要求1所述的飞行器链式组网信道接入方法，其特征在于，所述获取待接入飞行器节点，基于所述待接入飞行器节点的入网请求更新网络通信路由表以及时隙分配方案，使得所述待接入飞行器节点接入所述具有预设长度的巡线中，具体包括：

待所述待接入飞行器节点进入当前飞行器在网节点中任一节点的通信范围时，向所述待接入飞行器节点发送所述每个帧中的时隙个数，以及当前时隙编号；

待时隙到达任一个帧的空余时隙时，接收待接入飞行器节点发送的所述入网请求；

所述任一节点更新所述网络通信路由表和所述时隙分配方案，将更新后的网络通信路由表和时隙分配方案在下一个帧中进行广播，所述当前飞行器在网节点中的其余节点进行网络通信路由表和时隙分配方案的更新；

所述待接入飞行器节点发送多媒体数据，接入所述具有预设长度的巡线中。

3.根据权利要求1所述的飞行器链式组网信道接入方法，其特征在于，所述根据所述当前飞行器在网节点数获得每个帧中的时隙个数，具体包括：

所述时隙个数为所述当前飞行器在网节点数加1，其中所述时隙个数中采用一个时隙以供新节点入网，其余时隙用于传输多媒体数据。