專(zhuān)利名稱(chēng)：基于主從異構(gòu)型數(shù)傳模塊的衛(wèi)星集群自組織組網(wǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到衛(wèi)星集群領(lǐng)域中的衛(wèi)星編隊(duì)方法領(lǐng)域，特指一種衛(wèi)星集群自組織組網(wǎng)方法。
背景技術(shù)：
自組織網(wǎng)絡(luò)是一種在缺乏基礎(chǔ)設(shè)施的條件下，由系統(tǒng)中的通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)分布式協(xié)議互連或組織起來(lái)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)的是多跳、自組織、無(wú)中心的概念。自組織網(wǎng)絡(luò)具有獨(dú)立性、分布性、多跳性和移動(dòng)性等特點(diǎn)，在民用領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用前景。通常應(yīng)用于自組織網(wǎng)絡(luò)的通信模塊都是同構(gòu)的，而星群組網(wǎng)中往往用到的是一類(lèi)具有主從異構(gòu)特性的模塊。該類(lèi)無(wú)線(xiàn)模塊通常具有兩種模式①主模式處于該模式的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為主節(jié)點(diǎn)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有且只有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中所有的數(shù)據(jù)都發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)或者通過(guò)主節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。②從模式處于該模式下的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為從節(jié)點(diǎn)，即位于網(wǎng)絡(luò)中鏈接通信終端的節(jié)點(diǎn)， 直接和主節(jié)點(diǎn)通信。但是，現(xiàn)有的組網(wǎng)技術(shù)，如TDMA、FDMA、CDMA和ALOHA協(xié)議，并不能直接應(yīng)用到該類(lèi)主從異構(gòu)型數(shù)傳模塊上。因此，針對(duì)此類(lèi)的無(wú)線(xiàn)模塊開(kāi)發(fā)相關(guān)的自組織組網(wǎng)方法具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有很高的容錯(cuò)性、魯棒性和靈活性，可以提高自組織網(wǎng)絡(luò)在空間惡劣環(huán)境中生存能力的基于主從異構(gòu)型數(shù)傳模塊的衛(wèi)星集群自組織組網(wǎng)方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種基于主從異構(gòu)型數(shù)傳模塊的衛(wèi)星集群自組織組網(wǎng)方法，其特征在于當(dāng)處于初始化狀態(tài)時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)都置于從模式，并發(fā)送心跳信息；如果此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中存在處于主模式的主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)通過(guò)心跳報(bào)文感知到新節(jié)點(diǎn)的加入，給新節(jié)點(diǎn)分配心跳報(bào)文傳輸時(shí)間片、 選舉時(shí)間片和傳輸需求輪詢(xún)時(shí)間片；如果此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中不存在主節(jié)點(diǎn)，處于從模式的從節(jié)點(diǎn)將收不到主節(jié)點(diǎn)的心跳信息，則進(jìn)入主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)，各個(gè)從節(jié)點(diǎn)按照地址遞增的順序劃分時(shí)間片，自動(dòng)切換為主模式；如果在等待時(shí)間內(nèi)收到了主節(jié)點(diǎn)的心跳信息，即網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在主節(jié)點(diǎn)，則與主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步，并在主節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)下參與時(shí)間片輪轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)傳輸。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)所述初始化狀態(tài)是系統(tǒng)上電時(shí)所處的狀態(tài)，主要負(fù)責(zé)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)置和 GPS時(shí)鐘校準(zhǔn)；所述主模式是主節(jié)點(diǎn)所處的模式，該模式下的節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)拓?fù)涔芾怼r(shí)間片管理、主節(jié)點(diǎn)選舉、傳輸調(diào)度和數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)；所述從模式是從節(jié)點(diǎn)所處的模式，從節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)通信終端，直接和主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信；所述主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)是從節(jié)點(diǎn)通過(guò)“競(jìng)爭(zhēng)”和“輪轉(zhuǎn)” 的混合選舉機(jī)制競(jìng)爭(zhēng)成為主節(jié)點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)。
所述主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)的步驟為首先由主節(jié)點(diǎn)發(fā)送選舉開(kāi)始報(bào)文，從節(jié)點(diǎn)收到該報(bào)文后，根據(jù)自身的能耗狀況、擔(dān)任主節(jié)點(diǎn)的次數(shù)以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，綜合考慮后決定是否擔(dān)任下一任的主節(jié)點(diǎn)；如果決定擔(dān)任，則在其所屬的選舉時(shí)間片內(nèi)，發(fā)送選舉申請(qǐng)報(bào)文，否則不發(fā)送；當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)的選舉時(shí)間片結(jié)束后，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的選舉申請(qǐng)報(bào)文確認(rèn)下一任主節(jié)點(diǎn)，并向其發(fā)送選舉結(jié)果報(bào)文，該節(jié)點(diǎn)收到后，回復(fù)選舉確認(rèn)報(bào)文；收到選舉確認(rèn)報(bào)文的的從節(jié)點(diǎn)便自動(dòng)切換為主模式，協(xié)調(diào)管理網(wǎng)絡(luò)；而當(dāng)前的主節(jié)點(diǎn)則切換為從模式，成為從節(jié)點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明滿(mǎn)足了該類(lèi)數(shù)傳模塊所獨(dú)有的主/從異構(gòu)型特點(diǎn)，所適用的節(jié)點(diǎn)也有主 /從模式。2、本發(fā)明具有分布式特性，各個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有相同的程序代碼，但會(huì)依據(jù)自身情況獨(dú)自判定，并運(yùn)行對(duì)應(yīng)的代碼。3、本發(fā)明使用心跳報(bào)文感知節(jié)點(diǎn)的存活情況，從節(jié)點(diǎn)和主節(jié)點(diǎn)之間都會(huì)周期性地發(fā)送心跳報(bào)文，如果在一段時(shí)間內(nèi)未收到該節(jié)點(diǎn)的心跳報(bào)文，則認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)失效或退出網(wǎng)4、本發(fā)明具有時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，時(shí)間被分為固定長(zhǎng)度的時(shí)間片，各一輪時(shí)間片內(nèi)都會(huì)選舉產(chǎn)生新的主節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)。5、本發(fā)明具有按需分“時(shí)”的特點(diǎn)，時(shí)隙分配采用“輪詢(xún)-調(diào)度”機(jī)制，按照傳輸需求分配傳輸時(shí)間。6、本發(fā)明屬于分布式的、基于心跳報(bào)文的、基于時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的、基于“簇”的、基于按需分“時(shí)”的自組織組網(wǎng)方法，該方法具有很高的容錯(cuò)性、魯棒性和靈活性，提高了由該模塊組成的衛(wèi)星集群自組織網(wǎng)絡(luò)在空間惡劣環(huán)境中的生存能力。


圖1是本發(fā)明中節(jié)點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的示意圖；圖2是本發(fā)明中從節(jié)點(diǎn)選舉時(shí)間片分配的示意圖；圖3是本發(fā)明中組網(wǎng)方法的流程示意圖；圖4是本發(fā)明中“競(jìng)爭(zhēng)”和“輪轉(zhuǎn)”的混合選舉機(jī)制示意圖；圖5是本發(fā)明中時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1和圖2所示，在本發(fā)明的方法中，節(jié)點(diǎn)主要包括四個(gè)狀態(tài)初始化狀態(tài)、主模式、從模式和主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)，各狀態(tài)之間的切換都以時(shí)間片的方式觸發(fā)?！俺跏蓟癄顟B(tài)”是系統(tǒng)上電時(shí)所處的狀態(tài)，主要負(fù)責(zé)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)置和GPS 時(shí)鐘校準(zhǔn)；“主模式”是主節(jié)點(diǎn)所處的模式，該模式下的節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)拓?fù)涔芾?、時(shí)間片管理、主節(jié)點(diǎn)選舉、傳輸調(diào)度和數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)；“從模式”是從節(jié)點(diǎn)所處的模式，從節(jié)點(diǎn)即是網(wǎng)絡(luò)通信終端，直接和主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信；“主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)”是從節(jié)點(diǎn)通過(guò)“競(jìng)爭(zhēng)”和“輪轉(zhuǎn)”的混合選舉機(jī)制競(jìng)爭(zhēng)成為主節(jié)點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)。
當(dāng)處于初始化時(shí)刻時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)都置于從模式，并發(fā)送心跳信息。如果此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中存在主節(jié)點(diǎn)(處于主模式的節(jié)點(diǎn)，即簇頭節(jié)點(diǎn))，主節(jié)點(diǎn)會(huì)通過(guò)心跳報(bào)文感知到新節(jié)點(diǎn)的加入，因此給其分配心跳報(bào)文傳輸時(shí)間片、選舉時(shí)間片和傳輸需求輪詢(xún)時(shí)間片等網(wǎng)絡(luò)資源。如果此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中不存在主節(jié)點(diǎn)，從節(jié)點(diǎn)(處于從模式的節(jié)點(diǎn))將收不到主節(jié)點(diǎn)的心跳信息，則進(jìn)入主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)按照地址遞增的順序劃分時(shí)間片，自動(dòng)切換為主模式；如果在等待時(shí)間內(nèi)收到了主節(jié)點(diǎn)的心跳信息，即網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在主節(jié)點(diǎn)，則與主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步，并在主節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)下參與時(shí)間片輪轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)傳輸。由上可知，本發(fā)明實(shí)際是采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的思想，每個(gè)主節(jié)點(diǎn)都只負(fù)責(zé)當(dāng)前這一 “輪”的網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)，每一輪里又分為很多小的時(shí)間片用于傳輸調(diào)度和數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)每一輪結(jié)束后再進(jìn)行選舉產(chǎn)生新的主節(jié)點(diǎn)。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到某個(gè)從節(jié)點(diǎn)的任何信息，則主節(jié)點(diǎn)認(rèn)為該從節(jié)點(diǎn)丟失，然后發(fā)送拓?fù)渫ǜ鎴?bào)文以通知該節(jié)點(diǎn)丟失的消息。如果主節(jié)點(diǎn)在一段更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)收不到任何從節(jié)點(diǎn)的信息，則說(shuō)明該網(wǎng)絡(luò)中可能存在另外的主節(jié)點(diǎn)構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)，于是該節(jié)點(diǎn)將自動(dòng)切換為從模式加入該網(wǎng)絡(luò)，以此便保證了網(wǎng)絡(luò)在節(jié)點(diǎn)丟失或出故障的情況下，不管是主節(jié)點(diǎn)還是從節(jié)點(diǎn)出問(wèn)題，剩余節(jié)點(diǎn)仍然能夠正常組網(wǎng)以及進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在這其中，對(duì)于拓?fù)渫ǜ鎴?bào)文的發(fā)送而言，全網(wǎng)的拓?fù)湫畔⒍贾鞴?jié)點(diǎn)發(fā)出，可采用定時(shí)器周期性發(fā)送、M-Beacon信息中捎帶或根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓那闆r按需三種方式發(fā)送。對(duì)于涉及時(shí)間同步報(bào)文的發(fā)送而言，全網(wǎng)的時(shí)間信息都主節(jié)點(diǎn)發(fā)出，可采用定時(shí)器周期性發(fā)送、M-Beacon信息中捎帶兩種方式發(fā)送。關(guān)于數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，對(duì)于主節(jié)點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)收到的報(bào)文的目的地址為自身的地址，則提交上層處理；若目的地址不是自身的地址，則轉(zhuǎn)發(fā)(再次發(fā)送出去)，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)不用修改源地址。對(duì)于從節(jié)點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)收到的報(bào)文的目的地址為自身的地址，則提交上層處理；若目的地址不是自身的地址，則丟棄。如圖3所示，本發(fā)明組網(wǎng)方法的具體流程為1、節(jié)點(diǎn)上電時(shí)，進(jìn)入初始化狀態(tài)，各模塊按遞增順序自行設(shè)置各自的地址值
VaddJ如依次設(shè)定為1，2，3，4，5......)，并都先將自己設(shè)置為從模式，即成為了從節(jié)點(diǎn)，記
錄此時(shí)刻設(shè)為T(mén)stot。2、在從模式中，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)按相同的周期依次向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送S-beacon信息(即從節(jié)點(diǎn)發(fā)送的心跳報(bào)文)，并僅對(duì)主節(jié)點(diǎn)設(shè)置心跳報(bào)文定時(shí)器。同時(shí)，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)等待主節(jié)點(diǎn)的M-beacon報(bào)文(即主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的心跳報(bào)文)，設(shè)定該階段的等待時(shí)間上界為T(mén)bearan wait。 若在TbM。。n—wait時(shí)間內(nèi)收到來(lái)自主節(jié)點(diǎn)的M-beacon信息或任何數(shù)據(jù)/控制報(bào)文，則將該心跳報(bào)文定時(shí)器計(jì)數(shù)清零，否則進(jìn)入主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)。3、在主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)中，如果此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)中不存在主節(jié)點(diǎn)，算法將按地址遞增的順序，給每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配Ttinre sli。e長(zhǎng)度的時(shí)間片，讓其自身切換為主節(jié)點(diǎn)，并廣播心跳信息通告自己已成為主節(jié)點(diǎn)。如圖1所示，從Tsta,t+Tbea。。n wait時(shí)刻開(kāi)始，該從節(jié)點(diǎn)開(kāi)始等待屬于自己的時(shí)間片，每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要等待的時(shí)間長(zhǎng)度因節(jié)點(diǎn)的地址不同而不同，為T(mén)m。= Ttime sli。e*vadd,， 以此避免各個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)切換為主節(jié)點(diǎn)的情況。若在Tm。時(shí)間內(nèi)收到來(lái)自主節(jié)點(diǎn)的M-beacon 信息或任何數(shù)據(jù)/控制報(bào)文，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)中主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)，則停止等待，依然處于從模式繼續(xù)運(yùn)行。在主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)中，如果此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)中存在主節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式，將時(shí)間被分為固定周期長(zhǎng)度的輪。而當(dāng)每一輪結(jié)束時(shí)，主節(jié)點(diǎn)會(huì)主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入主節(jié)點(diǎn)選舉階段，并以“輪轉(zhuǎn)” + “競(jìng)爭(zhēng)”的方式選舉主節(jié)點(diǎn)，流程如圖4所示。首先由主節(jié)點(diǎn)發(fā)送選舉開(kāi)始報(bào)文，從節(jié)點(diǎn)收到該報(bào)文后，根據(jù)自身的能耗狀況、擔(dān)任主節(jié)點(diǎn)的次數(shù)以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等信息，綜合考慮后決定是否擔(dān)任下一任的主節(jié)點(diǎn)，如果決定擔(dān)任，則在其所屬的選舉時(shí)間片內(nèi)，發(fā)送選舉申請(qǐng)報(bào)文，否則不發(fā)送。當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)的選舉時(shí)間片結(jié)束后，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的選舉申請(qǐng)報(bào)文確認(rèn)下一任主節(jié)點(diǎn)，并向其發(fā)送選舉結(jié)果報(bào)文，該節(jié)點(diǎn)收到后，回復(fù)選舉確認(rèn)報(bào)文。收到選舉確認(rèn)報(bào)文的從節(jié)點(diǎn)便自動(dòng)切換為主模式，協(xié)調(diào)管理網(wǎng)絡(luò)；而當(dāng)前的主節(jié)點(diǎn)則切換為從模式，成為從節(jié)點(diǎn)。如圖5所示，網(wǎng)絡(luò)中的每輪時(shí)間片包含“主節(jié)點(diǎn)選舉階段”和“傳輸調(diào)度與數(shù)據(jù)傳輸階段”?！皞鬏斦{(diào)度與數(shù)據(jù)傳輸階段”又包含固定數(shù)目的時(shí)間片，其中每個(gè)時(shí)間片又分為傳輸需求輪詢(xún)、調(diào)度通告和數(shù)據(jù)傳輸三個(gè)部分。在該階段中，主節(jié)點(diǎn)首先依次發(fā)送傳輸輪詢(xún)報(bào)文輪詢(xún)各個(gè)從節(jié)點(diǎn)的傳輸需求，收到各個(gè)從節(jié)點(diǎn)的傳輸輪詢(xún)響應(yīng)報(bào)文后，再按照實(shí)際的傳輸需求進(jìn)行調(diào)度，發(fā)布傳輸調(diào)度通告報(bào)文，給有數(shù)據(jù)傳輸需求的節(jié)點(diǎn)分配時(shí)間分片發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文。對(duì)于主節(jié)點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)收到的報(bào)文的目的地址為自身的地址，則提交上層處理；若目的地址不是自身的地址，則轉(zhuǎn)發(fā)(再次發(fā)送出去)，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)不用修改源地址。對(duì)于從節(jié)點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)收到的報(bào)文的目的地址為自身的地址，則提交上層處理；若目的地址不是自身的地址，則丟棄。節(jié)點(diǎn)通過(guò)“競(jìng)爭(zhēng)” + “輪轉(zhuǎn)”方式選舉成為主節(jié)點(diǎn)后，也將以Tb_。n為周期向從節(jié)點(diǎn)發(fā)送M-beacon信息，以通告自己已正常工作。主節(jié)點(diǎn)也將接收從節(jié)點(diǎn)的S-beacon信息，并對(duì)每個(gè)從節(jié)點(diǎn)單獨(dú)設(shè)置心跳報(bào)文定時(shí)器，觸發(fā)時(shí)間也設(shè)為T(mén)tearan wait，主節(jié)點(diǎn)每收到一個(gè)從節(jié)點(diǎn)的S-beacon信息或該從節(jié)點(diǎn)的任何數(shù)據(jù)/控制報(bào)文，都將其對(duì)應(yīng)的心跳報(bào)文定時(shí)器計(jì)數(shù)清零。如果主節(jié)點(diǎn)判定該心跳報(bào)文來(lái)自一個(gè)未知的從節(jié)點(diǎn)，即有新的從節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，主節(jié)點(diǎn)便會(huì)通過(guò)拓?fù)渫ǜ鎴?bào)文通知其他節(jié)點(diǎn)有新節(jié)點(diǎn)加入，并給其分配一個(gè)心跳報(bào)文傳輸時(shí)間片、選舉時(shí)間片和傳輸需求輪詢(xún)時(shí)間片等網(wǎng)絡(luò)資源。如果TbM。。n wait時(shí)間內(nèi)主節(jié)點(diǎn)仍未能收到某個(gè)從節(jié)點(diǎn)的心跳信息或該從節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的任何數(shù)據(jù)/控制報(bào)文，則認(rèn)為該從節(jié)點(diǎn)工作異?；蛲顺鼍W(wǎng)絡(luò)，并將此信息通知其他節(jié)點(diǎn)， 并且不再給其分配心跳報(bào)文傳輸時(shí)間片、選舉時(shí)間片和傳輸需求輪詢(xún)時(shí)間片等網(wǎng)絡(luò)資源。另外，如果主節(jié)點(diǎn)在TbM。。n wait all時(shí)間內(nèi)未能收到任何從節(jié)點(diǎn)發(fā)送的S-beacon信息或任何數(shù)據(jù)/控制報(bào)文，則說(shuō)明該網(wǎng)絡(luò)中可能存在另外的主節(jié)點(diǎn)構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)，于是該節(jié)點(diǎn)將自動(dòng)切換為從模式加入該網(wǎng)絡(luò)。本實(shí)施例中，上述方法中的各符號(hào)含義可參見(jiàn)下表表1組網(wǎng)算法符號(hào)說(shuō)明表
權(quán)利要求
1.一種基于主從異構(gòu)型數(shù)傳模塊的衛(wèi)星集群自組織組網(wǎng)方法，其特征在于當(dāng)處于初始化狀態(tài)時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)都置于從模式，并發(fā)送心跳信息；如果此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中存在處于主模式的主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)通過(guò)心跳報(bào)文感知到新節(jié)點(diǎn)的加入，給新節(jié)點(diǎn)分配心跳報(bào)文傳輸時(shí)間片、選舉時(shí)間片和傳輸需求輪詢(xún)時(shí)間片；如果此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中不存在主節(jié)點(diǎn)，處于從模式的從節(jié)點(diǎn)將收不到主節(jié)點(diǎn)的心跳信息，則進(jìn)入主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)，各個(gè)從節(jié)點(diǎn)按照地址遞增的順序劃分時(shí)間片，自動(dòng)切換為主模式；如果在等待時(shí)間內(nèi)收到了主節(jié)點(diǎn)的心跳信息，即網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在主節(jié)點(diǎn)，則與主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步，并在主節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)下參與時(shí)間片輪轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主從異構(gòu)型數(shù)傳模塊的衛(wèi)星集群自組織組網(wǎng)方法，其特征在于所述初始化狀態(tài)是系統(tǒng)上電時(shí)所處的狀態(tài)，主要負(fù)責(zé)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)置和 GPS時(shí)鐘校準(zhǔn)；所述主模式是主節(jié)點(diǎn)所處的模式，該模式下的節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)拓?fù)涔芾?、時(shí)間片管理、主節(jié)點(diǎn)選舉、傳輸調(diào)度和數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)；所述從模式是從節(jié)點(diǎn)所處的模式，從節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)通信終端，直接和主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信；所述主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)是從節(jié)點(diǎn)通過(guò)“競(jìng)爭(zhēng)”和“輪轉(zhuǎn)” 的混合選舉機(jī)制競(jìng)爭(zhēng)成為主節(jié)點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主從異構(gòu)型數(shù)傳模塊的衛(wèi)星集群自組織組網(wǎng)方法，其特征在于所述主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)的步驟為首先由主節(jié)點(diǎn)發(fā)送選舉開(kāi)始報(bào)文，從節(jié)點(diǎn)收到該報(bào)文后，根據(jù)自身的能耗狀況、擔(dān)任主節(jié)點(diǎn)的次數(shù)以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，綜合考慮后決定是否擔(dān)任下一任的主節(jié)點(diǎn)；如果決定擔(dān)任，則在其所屬的選舉時(shí)間片內(nèi)，發(fā)送選舉申請(qǐng)報(bào)文，否則不發(fā)送；當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)的選舉時(shí)間片結(jié)束后，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的選舉申請(qǐng)報(bào)文確認(rèn)下一任主節(jié)點(diǎn)，并向其發(fā)送選舉結(jié)果報(bào)文，該節(jié)點(diǎn)收到后，回復(fù)選舉確認(rèn)報(bào)文；收到選舉確認(rèn)報(bào)文的的從節(jié)點(diǎn)便自動(dòng)切換為主模式，協(xié)調(diào)管理網(wǎng)絡(luò)；而當(dāng)前的主節(jié)點(diǎn)則切換為從模式，成為從節(jié)點(diǎn)ο
全文摘要
一種基于主從異構(gòu)型數(shù)傳模塊的衛(wèi)星集群自組織組網(wǎng)方法，當(dāng)處于初始化狀態(tài)時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)置于從模式，并發(fā)送心跳信息；如果此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中存在處于主模式的主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)通過(guò)心跳報(bào)文感知到新節(jié)點(diǎn)的加入，給新節(jié)點(diǎn)分配心跳報(bào)文傳輸時(shí)間片、選舉時(shí)間片和傳輸需求輪詢(xún)時(shí)間片；如果此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中不存在主節(jié)點(diǎn)，處于從模式的從節(jié)點(diǎn)將收不到主節(jié)點(diǎn)的心跳信息，則進(jìn)入主節(jié)點(diǎn)選舉狀態(tài)，各個(gè)從節(jié)點(diǎn)按照地址遞增的順序劃分時(shí)間片，自動(dòng)切換為主模式；如果在等待時(shí)間內(nèi)收到了主節(jié)點(diǎn)的心跳信息，即網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在主節(jié)點(diǎn)，則與主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步，并在主節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)下參與時(shí)間片輪轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明具有很高的容錯(cuò)性、魯棒性和靈活性，提高了自組織網(wǎng)絡(luò)的生存能力。
文檔編號(hào)H04W84/06GK102202425SQ20111017236
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者吳純青, 唐竹, 胡曉峰, 蘇金樹(shù), 虞萬(wàn)榮, 趙寶康, 趙鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)