[发明专利]一种数据链网络资源分配方法及系统

说明书

本发明公开了一种数据链网络资源分配方法及系统。该方法包括：通过决策变量建模、约束建模和优化目标函数建模三个步骤，将数据链网络资源分配问题建模成COP模型；再使用0‑1整型规划求解器对该模型进行优化求解。本发明的建模支持数据链网络多网互联的复杂场景，可以适应更广泛的应用场景，对于多网互联的复杂场景也可以实现最优的数据链网络资源分配，并且求解方法高效。

技术领域

本发明属于网络技术领域，更具体地，涉及一种数据链网络资源分配方法及系统。

背景技术

数据链网络是实现指控平台、武器平台和传感器平台深度铰链的关键系统，是提升联合作战中“侦、控、打、评”作战环路敏捷性、精准度的核心系统。区别于一般的军事无线通信系统，数据链网络与作战行动是紧密关联的，是一个作战任务订制的通信系统，为了提供实时态势信息共享和传感器到武器平台的快速作战能力，需要在作战行动开始之前，根据特定的作战方案进行通信需求分析，进行科学精细网络设计规划。能否高效、精准地完成数据链网络设计规划，是实现数据链系统组网和作战运用的关键，是应用数据链系统提升作战体系的整体对抗能力、提高武器系统作战效能的前提。数据链网络资源分配方法作为数据链网络设计规划中的主要技术方法具有重要意义。

现有技术中，针对数据链网络的资源分配，有以下几种解决方案。解决方案1：基于共享时隙池的数据链资源动态分配方法，具体是使用共享时隙池，在网管单元根据用户通信需求和优先级为所有加入共享时隙池的网络用户分配所需的时隙数。解决方案2：针对基于二叉树的时隙资源分配算法的不足，提出了基于遗传算法的TDMA时隙分配算法。解决方案3：提出根据用户优先级改进基于二叉树的时隙资源分配算法。解决方案4：提出了从时隙预分配、时隙动态需求预测、时隙动态分配计算和时隙调整等四个步骤实施的动态时隙分配算法。

然而，现有技术均存在以下不足：

①在数据链时隙资源分配过程中，由于建模方法的限制，一般考虑到的约束条件比较简单，并且将数据链时隙资源分配限定在单网的简单场景下，不适用于多网互联的复杂场景；

②在数据链时隙资源不足的条件下，无论是基于二叉树的时隙资源分配算法，还是基于启发式的时隙资源分配算法(包括遗传算法、蚁群算法和粒子群算法等)都无法保证资源分配结果的优化性。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了本发明公开了一种数据链网络资源分配方法及系统，可以支持数据链网络多网互联的复杂场景，可以适应更广泛的应用场景。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种数据链网络资源分配方法，包括步骤：

对数据链网络的资源分配进行决策变量建模，所述数据链网络采用时分多址接入，其有n个入网单元{1,2,3,…,n}，其中前q(qn)个入网单元{1,2,3,…,q}为中继单元，在一段时间w内，所述数据链网络共有S个时隙可以用来发送m个消息{t₁,t₂,t₃,…,t_m}，一个消息t_i可以用4元组t_i(s),t_i(r),t_i(d),t_i(p)来表示，其中其中t_i(s)表示消息t_i的发送者，t_i(r)表示消息t_i的接收者，t_i(d)表示消息t_i在无中继传输时所需的时隙数，t_i(p)表示消息t_i的优先级，所述决策变量记为X，