一種空間信息網(wǎng)絡(luò)的信道動(dòng)態(tài)帶寬分配及接入方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)越區(qū)切換的方法。具體為：(1)設(shè)計(jì)了通用媒體接入控制(MAC)幀格式，使MAC層能夠支持LEO衛(wèi)星與GEO衛(wèi)星之間的各種關(guān)聯(lián)，具體包括關(guān)聯(lián)請(qǐng)求及響應(yīng)幀、重新關(guān)聯(lián)請(qǐng)求及響應(yīng)幀和去關(guān)聯(lián)幀等管理類MAC幀；(2)同時(shí)，為了保證越區(qū)切換的成功率和可靠性，我們?cè)谕ㄓ肕AC幀頭的幀控制域中設(shè)計(jì)了優(yōu)先級(jí)，確保越區(qū)切換時(shí)關(guān)聯(lián)類管理MAC幀的優(yōu)先級(jí)最高；(3)在以上設(shè)計(jì)的通用MAC幀和具體關(guān)聯(lián)類管理MAC幀的基礎(chǔ)上，并結(jié)合天基或地基測(cè)控通信管理中心基于軌道六根數(shù)參數(shù)的姿態(tài)控制作用下，發(fā)明了一種快速可靠的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)越區(qū)切換流程。本發(fā)明雖以GEO/LEO衛(wèi)星為例進(jìn)行說(shuō)明，但可適用于GEO/MEO衛(wèi)星之間的越區(qū)切換。
【專利說(shuō)明】一種空間信息網(wǎng)絡(luò)的信道動(dòng)態(tài)帶寬分配及接入方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及空間信息網(wǎng)絡(luò)中信道的動(dòng)態(tài)帶寬分配以及接入方法的領(lǐng)域，主要是針對(duì)同步(GEO)衛(wèi)星為其覆蓋區(qū)中的中低軌(ME0/LE0)衛(wèi)星及飛行器分配動(dòng)態(tài)帶寬的信道以及采用何種接入方式展開(kāi)的討論，旨在提高信道資源的利用率，在現(xiàn)有的科學(xué)基礎(chǔ)上提出了此方法。
【背景技術(shù)】
[0002]ME0/LE0衛(wèi)星或飛行器與GEO衛(wèi)星間進(jìn)行通信的基礎(chǔ)是信道的分配和接入，每當(dāng)有飛行器進(jìn)入或離開(kāi)GEO衛(wèi)星的覆蓋區(qū)域時(shí)，就需要一種技術(shù)來(lái)對(duì)信道進(jìn)行重新分配，也需要一種技術(shù)使得飛行器能快速并且有序地接入到信道中去，以確保信道帶寬資源得到充分利用。研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前存在一些針對(duì)于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)信道分配的研究，而針對(duì)于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)信道帶寬動(dòng)態(tài)分配的文獻(xiàn)卻很少。然而，隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，我國(guó)ME0/LE0衛(wèi)星數(shù)目的增加，各種數(shù)據(jù)的傳輸對(duì)衛(wèi)星的依賴也越來(lái)越重，因此對(duì)空間信息網(wǎng)絡(luò)中的通信服務(wù)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，若只依賴于現(xiàn)有的信道分配方法，這樣將使得空間資源不能得到充分利用，造成帶寬資源的大量浪費(fèi)；當(dāng)飛行器數(shù)目急劇增加時(shí)，也會(huì)使得飛行器接入信道困難，造成數(shù)據(jù)擁塞傳輸甚至數(shù)據(jù)丟失等惡劣情況的發(fā)生，所以研究出一種解決空間信息網(wǎng)絡(luò)信道帶寬動(dòng)態(tài)分配及有效的接入方法尤為重要。
[0003]根據(jù)上面所陳述的事實(shí)，本發(fā)明給出了一種空間信息網(wǎng)絡(luò)信道帶寬動(dòng)態(tài)分配及有效接入方法，適用于ME0/LE0衛(wèi)星或飛行器與類似于GEO衛(wèi)星的接入點(diǎn)間的通信。為便于說(shuō)明本
【發(fā)明內(nèi)容】
，先以GEO衛(wèi)星與ME0/LE0飛行器為例來(lái)闡述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要目的是為了解決信道帶寬動(dòng)態(tài)分配和如何有序、有效地接入信道進(jìn)行通信的問(wèn)題。GEO衛(wèi)星的覆蓋區(qū)域雖然是有限的，但是區(qū)域面積卻很廣，占到了地球表面的三分之一及其空間環(huán)境，因此可以預(yù)先將該覆蓋區(qū)按位置劃分為多個(gè)子區(qū)域，這樣可以便于GEO衛(wèi)星對(duì)區(qū)域中的飛行器進(jìn)行管理，見(jiàn)附圖1。當(dāng)有飛行器進(jìn)入GEO衛(wèi)星的覆蓋區(qū)域時(shí)，若飛行器有數(shù)據(jù)需要與GEO衛(wèi)星進(jìn)行通信，則會(huì)發(fā)生信道帶寬變更與接入。此時(shí)飛行器i向GEO衛(wèi)星發(fā)送請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀，設(shè)計(jì)在請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀上添加飛行器所在的位置、所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)量等信息；GE0衛(wèi)星收到請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀后根據(jù)其位置信息將該飛行器劃分到所屬的子區(qū)域Si中，同時(shí)計(jì)算該子區(qū)域中飛行器個(gè)數(shù)占GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中飛行器總數(shù)的比例％、計(jì)算該子區(qū)域中需要傳輸?shù)目偟臄?shù)據(jù)量占GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中所有飛行器需要傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)量的比例β 1、計(jì)算該子區(qū)域中非緊急數(shù)據(jù)的最高優(yōu)先級(jí)(為I)飛行器數(shù)目占GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中所有非緊急數(shù)據(jù)的最高優(yōu)先級(jí)(為I)飛行器數(shù)目的比例Yi ;為了更好地提供衛(wèi)星的服務(wù)質(zhì)量，設(shè)計(jì)給此三個(gè)比例分別分配權(quán)重0.3,0.5,0.2，然后按比例分配信道帶寬，即為飛行器i所在的子區(qū)域分配的信道帶寬為Bi = (0.3&?+0.5 β i+0.2 Y J B，其中B是GEO衛(wèi)星所能分配的帶寬。[0005]飛行器基于現(xiàn)有的高級(jí)在軌系統(tǒng)(AOS)的空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議進(jìn)行修改，向GEO衛(wèi)星發(fā)送請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀，具體基于AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的傳送幀結(jié)構(gòu)的請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀格式，見(jiàn)附圖2所示，其中:
[0006]位置信息6字節(jié)，2字節(jié)表示經(jīng)度，2字節(jié)表示緯度，最后2字節(jié)表示飛行器距地球表面的高度；lbit表示緊急數(shù)據(jù)，O表示將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為緊急數(shù)據(jù)，I則相反；3bits用以表示數(shù)據(jù)類型，具體見(jiàn)附圖5 ;數(shù)據(jù)長(zhǎng)度28bits，可表示最長(zhǎng)228 = 268435456 (KB)，最高可表示256GB數(shù)據(jù)量，這對(duì)于現(xiàn)有情況來(lái)說(shuō)是夠用的。
[0007]當(dāng)為子區(qū)域分配完信道帶寬后，為避免增加開(kāi)銷，GEO衛(wèi)星采用數(shù)據(jù)鏈路層AOS協(xié)議向飛行器發(fā)送關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀，告知其優(yōu)先級(jí)Pi以及比該飛行器高一個(gè)優(yōu)先級(jí)的飛行器個(gè)數(shù)Bi,具體基于AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的傳送幀結(jié)構(gòu)的請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀格式，見(jiàn)附圖3所示，其中:
[0008]3bits用以表示飛行器需要傳輸數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)，000表示最高優(yōu)先級(jí)，僅供緊急數(shù)據(jù)使用，001表示非緊急數(shù)據(jù)的最高優(yōu)先級(jí)，以此類推；1字節(jié)表示比該飛行器的優(yōu)先級(jí)僅高一級(jí)的飛行器數(shù)目，28 = 2 56滿足現(xiàn)目前的一般狀況；中心頻率和信道帶寬各用2字節(jié)表示；1字節(jié)表示飛行器所屬的子區(qū)域編號(hào)。
[0009]當(dāng)飛行器i接收到該關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀后，立即更新自身Pi與Bi值，并判斷％是否為零，若為零，飛行器立即搶占信道，準(zhǔn)備接入信道，反之則不參與信道競(jìng)爭(zhēng)，繼續(xù)采集數(shù)據(jù)。
[0010]GEO衛(wèi)星定時(shí)向覆蓋區(qū)內(nèi)分子區(qū)域的向飛行器發(fā)射廣播幀，根據(jù)不同子區(qū)域的波束頻段不同采用相應(yīng)的頻率進(jìn)行發(fā)射，取固定時(shí)間間隔3s，廣播幀的幀格式見(jiàn)附圖4所示，其中I字節(jié)表示子區(qū)域編號(hào)，廣播當(dāng)前飛行器所處的子區(qū)域；1字節(jié)表示信道寬度，廣播飛信器所處的子區(qū)域所分配到的信道寬度；2字節(jié)表示信道帶寬的中心頻率；3bits表示該子區(qū)域中的當(dāng)前最高優(yōu)先級(jí)；lbit表示信道狀態(tài)標(biāo)志位,O表示信道空閑，I表示信道處于忙態(tài)；4bits預(yù)留。
[0011]飛行器收到該子區(qū)域的廣播幀之后，獲取到其現(xiàn)處的區(qū)域編號(hào)、所能通信的信道帶寬大小、信道工作的中心頻率、該子區(qū)域當(dāng)前最高優(yōu)先級(jí)，以及信道是否空閑等信息。若廣播幀中最高優(yōu)先級(jí)不為Pi且不為P1-1,，則飛行器i不參與信道競(jìng)爭(zhēng)，繼續(xù)采集數(shù)據(jù)；若廣播幀中最高優(yōu)先級(jí)為P1-1,且控制位為O時(shí)，則飛行器i儲(chǔ)存的％值減1，此時(shí)，飛行器仍舊不參與信道競(jìng)爭(zhēng)；若廣播幀中最高優(yōu)先級(jí)為Pi,且控制位為O時(shí)，則飛行器i立即搶占信道，準(zhǔn)備接入信道。
[0012]若有飛行器離開(kāi)GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)時(shí)，飛行器向GEO衛(wèi)星發(fā)射去關(guān)聯(lián)幀解除關(guān)聯(lián)。
[0013]GEO衛(wèi)星與ME0/LE0飛行器通信的信道動(dòng)態(tài)帶寬分配方法以及接入方法的具體流程如附圖6所示。
[0014]步驟100:開(kāi)始。
[0015]步驟110:飛行器i進(jìn)入GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)，判定飛行器i是否要與衛(wèi)星進(jìn)行通信，若需要?jiǎng)t進(jìn)行下一步操作，否則不操作，結(jié)束。
[0016]步驟120:飛行器i向希望通信的GEO衛(wèi)星發(fā)送包含位置信息、需要傳輸數(shù)據(jù)的類型和數(shù)據(jù)量信息的請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀。
[0017]步驟130:GE0衛(wèi)星收到請(qǐng)求幀后判斷飛行器所在的子區(qū)域Sp
[0018]步驟140:GE0衛(wèi)星計(jì)算％、1和Y i的值，同時(shí)計(jì)算出分配到該子區(qū)域的信道帶寬為 Bi = (0.3&1+0.5 β i+0.2yi)B0[0019]步驟150:GE0衛(wèi)星判斷飛行器i所通信的數(shù)據(jù)是否緊急，若是則執(zhí)行步驟160，反之，跳轉(zhuǎn)到步驟180。
[0020]步驟160:GE0衛(wèi)星將飛行器i優(yōu)先級(jí)置0，獲得預(yù)留優(yōu)先級(jí)，進(jìn)入步驟170。
[0021]步驟170:飛行器i開(kāi)始搶占信道，利用所分配的信道帶寬進(jìn)行通信，通信完畢后，進(jìn)入步驟230。
[0022]步驟180 =GEO衛(wèi)星統(tǒng)計(jì)比飛行器i所需傳輸數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)Pi僅高一個(gè)優(yōu)先級(jí)的飛行器數(shù)ai;并將該信息附加在關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀中發(fā)送給飛行器i。
[0023]步驟190:飛行器收到響應(yīng)幀后判定％是否等于0，若是則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟220，反之，跳執(zhí)行步驟200。
[0024]步驟200:當(dāng)％幸0，飛行器僅采集數(shù)據(jù)，不參與信道競(jìng)爭(zhēng)，此時(shí)只有比飛行器i優(yōu)先級(jí)高的優(yōu)先級(jí)搶占信道。
[0025]步驟210:當(dāng)有一個(gè)比飛行器i優(yōu)先級(jí)高的優(yōu)先級(jí)使用完信道并且釋放信道后，GEO衛(wèi)星通過(guò)廣播幀將= a-1后，跳轉(zhuǎn)到步驟190。
[0026]步驟220:當(dāng)％ = 0，飛行器i開(kāi)始搶占信道，利用所分配的信道進(jìn)行通信。
[0027]步驟230:結(jié)束。
[0028]以上GEO衛(wèi)星與ME0/LE0飛行器通信的信道動(dòng)態(tài)帶寬分配以及接入方法的流程，可以確?？臻g網(wǎng)絡(luò)信道資源得到充分利用，并且確保GEO衛(wèi)星和ME0/LE0飛行器之間快速、可靠、有序、有效地通信。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1GEO衛(wèi)星及其覆蓋區(qū)域內(nèi)ME0/LE0飛行器共存場(chǎng)景；
[0030]圖2基于AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的傳送幀結(jié)構(gòu)的請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀格式；
[0031]圖3基于AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的傳送幀結(jié)構(gòu)的響應(yīng)關(guān)聯(lián)幀格式；
[0032]圖4子區(qū)域的廣播幀幀格式；
[0033]圖5數(shù)據(jù)類型與優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0034]圖6動(dòng)態(tài)帶寬分配方法以及接入方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0036]情景模擬:在GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)，存在多個(gè)ME0/LE0衛(wèi)星以及飛行器想與之進(jìn)行通信。假設(shè)GEO衛(wèi)星工作在L頻段，中心頻率為1.6GHz，GEO衛(wèi)星可用帶寬B為320MHz，用一個(gè)字節(jié)來(lái)劃分信道帶寬，將其平均劃分為28 = 2 56份，即動(dòng)態(tài)分配帶寬的最小值為
1.25MHzο 假設(shè)此時(shí) GEO 衛(wèi)星覆蓋區(qū)中有 A(0x0000001)、B(0x0000002)、C(0x0000001)、D (0x0000002)、E (0x0000001)、F (0x0000002)、G(0x0000001)、H(0x0000007)、I (0x0000002)、J (0x0000001)、K (0x0000000)共 10 個(gè)飛行器進(jìn)入(注:A(e):A 表示飛行器名稱，e表示該飛行器需要傳輸數(shù)據(jù)量的長(zhǎng)度，采用16進(jìn)制表示)，部分飛行器需要與GEO衛(wèi)星進(jìn)行通信，而部分飛行器與GEO衛(wèi)星并無(wú)數(shù)據(jù)傳送。例如飛行器K并無(wú)與GEO衛(wèi)星的通信數(shù)據(jù)，故對(duì)于飛行器K來(lái)說(shuō)，GEO衛(wèi)星并不采取任何行動(dòng)。而對(duì)于飛行器A、B、C、D、E、F、G、H、1、J均與GEO衛(wèi)星有數(shù)據(jù)需要發(fā)送，則會(huì)發(fā)生信道帶寬變更與接入。[0037]飛行器八、8、(:、03、？、6、!1、1、J先向GEO衛(wèi)星發(fā)送請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀，在請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀上添加其所在的位置、所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)量等信息；GE0衛(wèi)星收到請(qǐng)求關(guān)聯(lián)幀后根據(jù)各個(gè)飛行器所處位置信息將各飛行器劃分到所屬的子區(qū)域Si中，例如:將A、B、C、D劃分為子區(qū)域S1，將E、F、G劃分為子區(qū)域S2，將H劃分為子區(qū)域S3,將1、J劃分為子區(qū)域S4。
[0038]根據(jù)各個(gè)飛行器所上報(bào)的數(shù)據(jù)量計(jì)算該子區(qū)域中飛行器個(gè)數(shù)占GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)
域中飛行器總數(shù)的比例a i，例如,S1占GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中飛行器總數(shù)的
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明提出一種空間信息網(wǎng)絡(luò)中信道的動(dòng)態(tài)帶寬分配以及接入方法，具體為:(1)設(shè)計(jì)了同步(GEO)衛(wèi)星對(duì)其覆蓋區(qū)中的中低軌(ME0/LE0)衛(wèi)星和飛行器的一種信道動(dòng)態(tài)分配方法；(2)基于高級(jí)在軌系統(tǒng)(AOS)的空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上修改并設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀、關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀以及廣播幀，在關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀上添加飛行器的位置信息、需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型、緊急數(shù)據(jù)標(biāo)志位與數(shù)據(jù)量，在關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀中添加信道帶寬、中心頻率、子區(qū)域編號(hào)、飛行器傳輸數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)以及比該飛行器的優(yōu)先級(jí)高一級(jí)的飛行器個(gè)數(shù)信息，在廣播幀中添加當(dāng)前狀態(tài)下各個(gè)子區(qū)域的信道帶寬、中心頻率以及最高優(yōu)先級(jí)等信息；(3)基于上述方法，通過(guò)GEO衛(wèi)星發(fā)送廣播幀的形式動(dòng)態(tài)更新飛行器信道帶寬以及優(yōu)先級(jí)狀態(tài)，提供了一種可靠的信道動(dòng)態(tài)帶寬分配及接入方法，使帶寬資源得到更為充分的利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)的信道動(dòng)態(tài)帶寬分配及接入方法，其特征在于: 飛行器(編號(hào)i)進(jìn)入GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)時(shí)，向GEO衛(wèi)星發(fā)送關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀，在關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀上添加飛行器的位置信息、所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)量等信息；GE0衛(wèi)星收到這樣的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀后根據(jù)其位置信息將該飛行器劃分到所屬的子區(qū)域Si中，同時(shí)計(jì)算該子區(qū)域中飛行器個(gè)數(shù)占GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中飛行器總數(shù)的比例a 1、計(jì)算該子區(qū)域中需要傳輸?shù)目偟臄?shù)據(jù)量占高軌GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中所有飛行器需要傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)量的比例β 1、計(jì)算該子區(qū)域中非緊急數(shù)據(jù)的最高優(yōu)先級(jí)(為I)飛行器數(shù)目占GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中所有非緊急數(shù)據(jù)的最高優(yōu)先級(jí)(為I)飛行器數(shù)目的比例Yi ;為了更好地提供衛(wèi)星的服務(wù)質(zhì)量，設(shè)計(jì)給此三個(gè)比例分別分配權(quán)重0.3,0.5,0.2，然后按比例分配信道帶寬，即為飛行器i所在的子區(qū)域分配的信道帶寬為Bi = (0.3ai+0.5βi+0.2 Yi) B，其中B是GEO衛(wèi)星所能分配的帶寬； 關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀的幀實(shí)體: 6字節(jié)表示飛信器的位置信息，其中，2字節(jié)表示經(jīng)度，2字節(jié)表示緯度，最后2字節(jié)表示飛行器距地球表面的高度；lbit表示緊急數(shù)據(jù)標(biāo)志位，O表示將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為緊急數(shù)據(jù)，I表示將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為非緊急數(shù)據(jù)；3bits用以表示數(shù)據(jù)類型，000表示緊急數(shù)據(jù)，001表示視頻數(shù)據(jù)，010表示音頻數(shù)據(jù)，011表示圖像數(shù)據(jù)，100表示文本數(shù)據(jù)，101—111預(yù)留；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度28bits，表示最長(zhǎng)228 = 268435456 (KB)，最高可表示256GB數(shù)據(jù)量，這對(duì)于目前的一般情況來(lái)說(shuō)是夠用的； 當(dāng)為子區(qū)域分配完信道帶寬后，為避免增加開(kāi)銷，GEO衛(wèi)星采用AOS的空間數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議向飛行器發(fā)送關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀，告知其優(yōu)先級(jí)Pi以及比該飛行器高一個(gè)優(yōu)先級(jí)的飛行器個(gè)數(shù)％等信息； 關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀幀實(shí)體: 3bits用以表示飛行器需要傳輸數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)，000表示最高優(yōu)先級(jí)，僅供緊急數(shù)據(jù)使用，001表示非緊急數(shù)據(jù)的最高優(yōu)先級(jí)，以此類推；5bits預(yù)留；1字節(jié)表示比該飛行器的優(yōu)先級(jí)僅高一級(jí)的飛行器數(shù)目，28 = 256滿足現(xiàn)目前的一般狀況；中心頻率和信道帶寬各用2字節(jié)表示；1字節(jié)表示飛行器所屬的子區(qū)域編號(hào)； 當(dāng)飛行器i接收到該關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀后，立即更新自身Pi與％值，并判斷％是否為零，若為零，飛行器立即搶占信道，準(zhǔn)備接入信道，反之則不參與信道競(jìng)爭(zhēng)，繼續(xù)采集數(shù)據(jù)； GEO衛(wèi)星定時(shí)向覆蓋區(qū)內(nèi)所有飛行器發(fā)射廣播幀，根據(jù)不同子區(qū)域的波束頻段不同采用不同的頻率進(jìn)行發(fā)射，取固定時(shí)間間隔3s ；廣播幀幀實(shí)體: 1字節(jié)表示子區(qū)域編號(hào)，廣播當(dāng)前飛行器所處的子區(qū)域；1字節(jié)表示信道寬度，廣播飛信器所處的子區(qū)域所分配到的信道寬度；2字節(jié)表示信道帶寬的中心頻率；3bits表示該子區(qū)域中的當(dāng)前最高優(yōu)先級(jí)；Ibit表示信道狀態(tài)標(biāo)志位,O表示信道空閑，1表示信道處于忙態(tài)，若廣播幀中最高優(yōu)先級(jí)為P1-1,且控制位為O時(shí)，則飛行器i儲(chǔ)存的％值減1;4bits預(yù)留; 飛行器收到該子區(qū)域的廣播幀之后，獲取到其現(xiàn)處的區(qū)域編號(hào)、所能通信的信道帶寬大小、信道工作的中心頻率、該子區(qū)域當(dāng)前最高優(yōu)先級(jí)，以及信道是否空閑等信息；若廣播幀中最高優(yōu)先級(jí)不為Pi且不為P1-1,則飛行器i不參與信道競(jìng)爭(zhēng)，繼續(xù)采集數(shù)據(jù)；若廣播幀中最高優(yōu)先級(jí)為P1-1,且控制位為O時(shí)，則飛行器i儲(chǔ)存的％值減1，此時(shí)，飛行器仍舊不參與信道競(jìng)爭(zhēng)；若廣播幀中最高優(yōu)先級(jí)為Pi,且控制位為O時(shí)，則飛行器i立即搶占信道，準(zhǔn)備接入信道； 若有飛行器離開(kāi)GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)時(shí)，飛行器向GEO衛(wèi)星發(fā)射去關(guān)聯(lián)幀解除關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)的信道動(dòng)態(tài)帶寬分配及接入方法，其特征在于: (1)飛行器i進(jìn)入GEO衛(wèi)星覆蓋區(qū)，判定飛行器i是否要與衛(wèi)星進(jìn)行通信，若需要?jiǎng)t進(jìn)行下一步操作，否則不操作，結(jié)束； (2)飛行器i向希望通信的GEO衛(wèi)星發(fā)送包含位置信息、需要傳輸數(shù)據(jù)的類型和數(shù)據(jù)量信息的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀； (3)GEO衛(wèi)星收到關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀后判斷飛行器i所在的子區(qū)域Si,并計(jì)算^、1和、的值，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果算出分配到該子區(qū)域的信道帶寬Bi = (0.3 a i+0.5 β ,+0.2Y,)Β； (4)GEO衛(wèi)星判斷飛行器i所通信的數(shù)據(jù)是否緊急，若是則執(zhí)行步驟(5)，反之跳轉(zhuǎn)到步驟⑶; (5)GEO衛(wèi)星將飛行器i優(yōu)先級(jí)置0，獲得緊急數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)(最高優(yōu)先級(jí))，進(jìn)入步驟(8)； (6)飛行器i收到關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀后，判斷％的值是否等于0，若％古0，飛行器僅采集數(shù)據(jù)，不參與信道競(jìng)爭(zhēng)，此時(shí)只有比飛行器i優(yōu)先級(jí)高的飛行器搶占信道，僅當(dāng)比飛行器i優(yōu)先級(jí)高一個(gè)優(yōu)先級(jí)的飛行器使用完信道并釋放信道后，GEO衛(wèi)星通過(guò)廣播幀將ai = B1-1 ； (7)若Eh= 0，執(zhí)行步驟(8)，否則跳轉(zhuǎn)步驟(6)； (8)飛行器i開(kāi)始搶占信 道，利用所分配的信道帶寬進(jìn)行通信。
【文檔編號(hào)】H04B7/185GK103944630SQ201410190432
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】廖勇, 李瑜鋒, 周昕, 楊力生 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)