基于TDMA技術(shù)的動態(tài)時隙跳頻組網(wǎng)的研究

李雨汝 劉月坤

收稿日期：2023-08-11

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.06.010

摘? 要：文章充分調(diào)研了截至目前跳頻組網(wǎng)國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合我國跳頻電臺對組網(wǎng)動態(tài)調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)長度的實際需求，開展了一種基于TDMA技術(shù)的動態(tài)時隙跳頻組網(wǎng)方式的研究，該跳頻組網(wǎng)方式區(qū)別于時分多址固定時隙組網(wǎng)，能夠使網(wǎng)內(nèi)節(jié)點根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)長度合理有效分配時隙地址，真正做到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)長度靈活可變，實現(xiàn)跳頻電臺根據(jù)數(shù)據(jù)長度動態(tài)分配時隙，合理減少了時隙地址浪費，有效提高整體數(shù)據(jù)傳輸速率。

關(guān)鍵詞：TDMA；跳頻；組網(wǎng)；動態(tài)時隙

中圖分類號：TN914? ? 文獻標(biāo)識碼：A? 文章編號：2096-4706（2024）06-0044-05

Research on Dynamic Time Slot Frequency Hopping Networking Based on

TDMA Technology

LI Yuru， LIU Yuekun

（The State Radio Monitoring Center Testing Center， Beijing? 100043， China）

Abstract： This paper fully investigates the development status of frequency hopping networking at home and abroad so far， and combines the actual needs of China's frequency hopping radio stations for dynamic adjustment of the transmission data length of networking， and carries out a research on a dynamic time slot hopping networking method based on TDMA technology， which is different from time division multiple access fixed time slot networking， which can enable nodes in the network to reasonably and effectively allocate time slot addresses according to the length of the transmitted data， and truly achieve flexible and variable length of data sent by network nodes. The frequency hopping station can dynamically allocate time slots according to the data length， reasonably reducing the waste of time slot addresses and effectively improving the overall data transmission rate.

Keywords： TDMA; frequency hopping; networking; dynamic time slot

0? 引? 言

作為信息時代發(fā)展史上重要的標(biāo)志，無線通信技術(shù)[1]的高速發(fā)展帶動著各行各業(yè)革命性的變革。伴隨著無線通信技術(shù)的廣泛運用，其帶來的干擾日益嚴(yán)重。跳頻無線通信技術(shù)作為一種具有截獲概率低、抗衰減能力強、保密性強的新型抗干擾技術(shù)，迅速風(fēng)靡軍事及民用領(lǐng)域[2]。伴隨著無線通信時代的飛速發(fā)展，人們對無線通信需求也是日益增強，無線跳頻網(wǎng)絡(luò)因其移動性、靈活性以及良好的擴展性被廣泛運用[3]。傳統(tǒng)跳頻組網(wǎng)無法適應(yīng)通信新需求，多種可變跳頻組網(wǎng)模式的研究迫在眉睫。

1? 研究現(xiàn)狀及背景

跳頻組網(wǎng)是一種可以自行組成網(wǎng)絡(luò)并按照頻譜圖案進行躍變的多跳網(wǎng)絡(luò)通信方式，其跳頻方式在提高單跳網(wǎng)絡(luò)受限因素的前提下，同時增強了通信傳輸?shù)挠行Э煽啃?。跳頻組網(wǎng)在軍事領(lǐng)域，因其快速建網(wǎng)、抗毀性強的特點，常運用于野外突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸、群組通信、無人機數(shù)據(jù)傳輸，成為一種數(shù)字化戰(zhàn)爭的關(guān)鍵技術(shù)；在民事領(lǐng)域，在室內(nèi)辦公、室外活動、緊急報警、醫(yī)療監(jiān)護以及城市生命線方面都有重要應(yīng)用前景。無線跳頻組網(wǎng)的通信優(yōu)勢可滿足用戶隨時隨地進行信息交換的通信指標(biāo)，已成為通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主流的發(fā)展方向。

時分多址TDMA技術(shù)是一種基于時隙劃分概念的組網(wǎng)技術(shù)，即將時間劃分為不同時隙，分配給網(wǎng)內(nèi)不同的節(jié)點，讓網(wǎng)內(nèi)節(jié)點占據(jù)不同時隙共享信道通信[4]。隨著網(wǎng)內(nèi)節(jié)點數(shù)量增加，節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸需求增多，固定時隙時分多址技術(shù)無法根據(jù)節(jié)點靈活業(yè)務(wù)進行功能變更，造成網(wǎng)內(nèi)時間周期變長及時隙浪費，導(dǎo)致數(shù)據(jù)鏈路傳輸層傳輸速率降低[5]，數(shù)據(jù)拆分發(fā)送以及數(shù)據(jù)發(fā)送時延大等現(xiàn)象，直接限制了跳頻組網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸速率及數(shù)據(jù)完整性，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能。

與此不同，動態(tài)時隙時分多址組網(wǎng)技術(shù)能根據(jù)本網(wǎng)內(nèi)節(jié)點需求動態(tài)調(diào)整時隙，實時監(jiān)測網(wǎng)內(nèi)節(jié)點數(shù)據(jù)通信情況，對數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)時隙動態(tài)預(yù)約和分配，能夠增加信道利用率[6]。但隨著網(wǎng)內(nèi)節(jié)點大批量增多，常見傳統(tǒng)動態(tài)時隙競爭分配組網(wǎng)，常會出現(xiàn)競爭混亂現(xiàn)象，傳輸誤碼率提高，影響網(wǎng)絡(luò)性能，因此，本文基于傳統(tǒng)競爭的動態(tài)時隙組網(wǎng)方式提出一種新型的組網(wǎng)方式。

本文提及的基于時分多址（TDMA）技術(shù)的動態(tài)時隙組網(wǎng)方法是在時幀和時隙概念基礎(chǔ)上進行設(shè)計的，即一個階段可分為多個傳輸時幀周期，每個時幀周期又可劃分為多個時隙，每個時隙在組網(wǎng)協(xié)議方法中被動態(tài)賦予不同的狀態(tài)執(zhí)行不同的傳輸指令[7]。

2? 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

跳頻技術(shù)作為通信最重要的常規(guī)技術(shù)，其發(fā)展過程非常精彩，發(fā)展速度也相當(dāng)迅速。跳頻技術(shù)的發(fā)展可以概括為：五十年代開展了理論研究，六七十年代研發(fā)了技術(shù)指標(biāo)，八九十年代以后推廣使用[8]，如今的跳頻電臺更是在基于單片機、FPGA、DSP的硬件控制平臺上實現(xiàn)了高要求高指標(biāo)高性能的要求。

組網(wǎng)能力作為無線跳頻通信技術(shù)的基本要求之一，其發(fā)展更是備受世人關(guān)注。WLAN組網(wǎng)作為一種常見的單跳組網(wǎng)，其抗噪聲能力、數(shù)據(jù)傳輸速率及距離都很受限[9]，跳頻是常用的擴頻方式之一，其工作原理是指收發(fā)雙方傳輸信號的頻率按照預(yù)定規(guī)律和圖案進行離散變化的通信方式，這種工作方式合理有效地增強了通信傳輸有效可靠性[10]。

目前在研究領(lǐng)域有多種動態(tài)時隙分配算法，一種是利用主節(jié)點發(fā)送時隙更新表方式進行時隙預(yù)約，時隙預(yù)約靈活性強，但算法運行復(fù)雜度高與跳頻電臺瑞薩單片機處理運算能力不匹配；還有一種是利用發(fā)送節(jié)點握手方式實現(xiàn)時隙預(yù)約，可有效避免預(yù)約沖突，但當(dāng)跳頻電臺連續(xù)進行長包數(shù)據(jù)預(yù)約時，導(dǎo)致預(yù)約次數(shù)及預(yù)約時隙占用過多，數(shù)據(jù)傳輸延遲大，使動態(tài)時隙組網(wǎng)性能幾乎降低到固定時隙組網(wǎng)，嚴(yán)重降低數(shù)據(jù)傳輸速率。

3? 動態(tài)時隙組網(wǎng)時序結(jié)構(gòu)設(shè)計

本動態(tài)時隙組網(wǎng)方案的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為點對多點（PMP）結(jié)構(gòu)，網(wǎng)內(nèi)節(jié)點可劃分為主節(jié)點和從節(jié)點兩種身份，網(wǎng)內(nèi)一個主節(jié)點和多個從節(jié)點可彼此進行多對多數(shù)據(jù)通信。組網(wǎng)方式是基于時分多址技術(shù)進行研究的，時分多址技術(shù)是一種基于時隙劃分概念的組網(wǎng)技術(shù)，網(wǎng)內(nèi)節(jié)點可占據(jù)不同時隙共享信道通信。本章節(jié)主要介紹動態(tài)時隙組網(wǎng)的具體結(jié)構(gòu)及協(xié)議設(shè)計內(nèi)容，此通信組網(wǎng)方法包括初始同步入網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸兩個階段，同時數(shù)據(jù)傳輸階段包括四個過程：時隙預(yù)約及數(shù)據(jù)傳輸過程、時隙切換過程、勤務(wù)同步及遲入網(wǎng)過程，動態(tài)時隙組網(wǎng)初始時序結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

初始同步入網(wǎng)包括初始同步和跳頻初始預(yù)約兩個階段，具體過程如下。

初始同步過程：由主節(jié)點在f1固定頻點周期性廣播時間同步幀，從節(jié)點收到時間同步幀后對齊本地時鐘，并在各自固定時隙應(yīng)答反饋幀，兩個周期內(nèi)完成同步入網(wǎng)，此時同步周期時隙數(shù)目Num與網(wǎng)內(nèi)節(jié)點數(shù)目相同。

跳頻初始預(yù)約階段：完成初始同步入網(wǎng)后，進入跳頻初始預(yù)約階段，初始預(yù)約階段默認(rèn)為網(wǎng)內(nèi)節(jié)點皆無數(shù)據(jù)傳輸，傳輸周期由網(wǎng)內(nèi)節(jié)點對應(yīng)預(yù)約時隙組成。在此階段每個時隙傳輸頻點可根據(jù)跳頻圖案進行跳變，跳頻頻點的切換頻率與組網(wǎng)時隙的切換頻率相同，保證每一個組網(wǎng)周期內(nèi)的時隙具有不同的頻點fi。跳頻初始預(yù)約周期時隙數(shù)S與網(wǎng)內(nèi)節(jié)點數(shù)Num具體關(guān)系為：

S = TNum + 1

完成時隙預(yù)約后進入數(shù)據(jù)傳輸階段，動態(tài)時隙數(shù)據(jù)傳輸時序圖如圖2所示。

勤務(wù)同步遲入網(wǎng)過程：此勤務(wù)同步及遲入網(wǎng)方法是在同步字頭和獨立信道法基礎(chǔ)上進行改進的方法。以主節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中時鐘中心，將勤務(wù)同步功能和遲入網(wǎng)功能合二為一，優(yōu)化軟件運行結(jié)構(gòu)，既能實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)電臺節(jié)點的時間勤務(wù)同步，同時能夠保證網(wǎng)外待入網(wǎng)電臺成功入網(wǎng)，實現(xiàn)遲入網(wǎng)功能。

時隙預(yù)約及數(shù)據(jù)傳輸過程：此過程包括時隙預(yù)約和數(shù)據(jù)互傳兩個實現(xiàn)過程。時隙預(yù)約過程即網(wǎng)內(nèi)節(jié)點識別循環(huán)隊列內(nèi)有待發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送時隙預(yù)約幀進行網(wǎng)內(nèi)時隙預(yù)約的過程。數(shù)據(jù)互傳過程即為網(wǎng)內(nèi)節(jié)點在預(yù)約的時隙進行數(shù)據(jù)發(fā)送的過程，其中數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)傳輸幀的形式進行傳輸。

如圖2所示，主節(jié)點在第2個時隙進入預(yù)約時隙，判斷循環(huán)隊列內(nèi)是否有需要發(fā)送傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，當(dāng)有數(shù)據(jù)則發(fā)送時隙預(yù)約幀進行預(yù)約3時隙，網(wǎng)內(nèi)從節(jié)點收到此時隙預(yù)約幀后，進行時隙退讓，將自己對應(yīng)的預(yù)約時隙進行順延一個；繼而主節(jié)點在網(wǎng)內(nèi)節(jié)點退讓出的3時隙讀取此時循環(huán)隊列內(nèi)數(shù)據(jù)長度，若數(shù)據(jù)長度大于射頻模塊單包傳輸數(shù)據(jù)最大字節(jié)數(shù)，則將預(yù)約信息放在數(shù)據(jù)傳輸幀進行發(fā)送，網(wǎng)內(nèi)節(jié)點識別數(shù)據(jù)傳輸幀預(yù)約信息后，可自行進行時隙退讓，即主節(jié)點又成功預(yù)約4時隙，主節(jié)點在4時隙讀取循環(huán)隊列內(nèi)無數(shù)據(jù)，則此數(shù)據(jù)傳輸幀幀頭不包含預(yù)約信息，網(wǎng)內(nèi)節(jié)點收到此數(shù)據(jù)傳輸幀后，只需處理數(shù)據(jù)，無須退避時隙。此時從節(jié)點1的預(yù)約時隙由原來的3時隙退避為5時隙，繼而重復(fù)上述時隙預(yù)約和數(shù)據(jù)互傳過程。

若在同一周期，網(wǎng)內(nèi)多個節(jié)點都需發(fā)送數(shù)據(jù)，則按照節(jié)點優(yōu)先級依次發(fā)送，節(jié)點優(yōu)先級按照節(jié)點ID大小排序，主節(jié)點為最高優(yōu)先級，從節(jié)點1優(yōu)先級大于從節(jié)點2，依次排序。其中，M值與通信組網(wǎng)中節(jié)點個數(shù)Num及節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)長度有關(guān)。

時隙切換過程：當(dāng)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點在預(yù)約時隙判斷本節(jié)點無數(shù)據(jù)待發(fā)時，向網(wǎng)內(nèi)發(fā)送時隙切換幀，進行網(wǎng)內(nèi)時隙切換的過程。若時隙長度選取為7.5 ms，7.5 ms中包含發(fā)送端1 ms時間空白保護窗，其余6.5 ms可確保一次通信傳輸?shù)耐瓿?。在?shù)據(jù)傳輸周期的預(yù)約時隙無數(shù)據(jù)待發(fā)時，此7.5 ms時隙電臺若執(zhí)行空白操作，則導(dǎo)致網(wǎng)內(nèi)信道7.5 ms無數(shù)據(jù)空窗期，造成信道與時隙的浪費；尤其當(dāng)實際運用中網(wǎng)內(nèi)部分電臺通信頻率低（通信次數(shù)少）的時候，更是造成網(wǎng)內(nèi)長時間的時隙浪費現(xiàn)象，使網(wǎng)內(nèi)其余節(jié)點無法高效傳輸有用信息。我們假設(shè)主節(jié)點和從節(jié)點1無待發(fā)數(shù)據(jù)，不需要預(yù)約數(shù)據(jù)互傳時隙。當(dāng)不開啟時隙切換功能時，一個組網(wǎng)傳輸周期內(nèi)有M個時隙，主節(jié)點和從節(jié)點1無數(shù)據(jù)需要發(fā)送，仍需保持兩個7.5 ms空白無操作等待時隙，即造成兩個時隙的浪費。當(dāng)網(wǎng)內(nèi)開啟時隙切換功能時，主節(jié)點識別本節(jié)點循環(huán)隊列內(nèi)無待發(fā)數(shù)據(jù)，則發(fā)送時隙切換命令幀，從節(jié)點收到此時隙命令切換幀后切至下一時隙，縮短主節(jié)點預(yù)約時隙空白等待時間。鑒于完成一次時隙命令切換幀傳輸需要時間較短，整體1次時隙切換操作可近似縮短傳輸周期1個時隙的時間長度。這種時隙切換方法優(yōu)點是可快速消減網(wǎng)內(nèi)無操作的空白等待時隙，加速網(wǎng)絡(luò)周期內(nèi)有效數(shù)據(jù)傳輸速率，同時可根據(jù)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸情況靈活優(yōu)化周期時隙結(jié)構(gòu)，使動態(tài)時隙組網(wǎng)方案更加滿足其動態(tài)和高效靈活的特點。

4? 動態(tài)組網(wǎng)數(shù)據(jù)通信幀

上一章節(jié)主要介紹了動態(tài)時隙組網(wǎng)協(xié)議的設(shè)計，包括初始同步及數(shù)據(jù)傳輸兩個階段的時序工作圖，其網(wǎng)內(nèi)信息及數(shù)據(jù)傳輸方式是通過不同通信幀進行傳輸?shù)摹１菊鹿?jié)主要介紹其組網(wǎng)傳輸?shù)耐ㄐ艓墓δ芗案袷?，在上述組網(wǎng)過程中主要應(yīng)用了五種通信幀：初始同步時間幀、勤務(wù)同步及遲入網(wǎng)時間幀、時隙切換命令幀、時隙預(yù)約幀、數(shù)據(jù)傳輸幀。

4.1? 初始同步時間幀

在動態(tài)時隙組網(wǎng)設(shè)計中，主節(jié)點在初始同步階段通過發(fā)送初始同步時間幀來完成網(wǎng)內(nèi)節(jié)點的同步入網(wǎng)過程。待入網(wǎng)電臺收到此初始同步時間幀后，讀取時間信息并進行本節(jié)點實時時鐘更新替換，達到時間與時隙的對齊，然后讀取起始頻點，進入跳頻圖案為下一時隙跳頻做好準(zhǔn)備。

4.2? 勤務(wù)同步及遲入網(wǎng)時間幀

網(wǎng)內(nèi)數(shù)傳電臺進入數(shù)據(jù)傳輸階段后，主節(jié)點電臺在第一時隙廣播發(fā)送勤務(wù)同步及遲入網(wǎng)時間幀，來實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)電臺時間同步及網(wǎng)外電臺遲入網(wǎng)功能。

4.3? 時隙切換命令幀

當(dāng)網(wǎng)內(nèi)的某節(jié)點無數(shù)據(jù)待發(fā)時，則向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其余節(jié)點廣播發(fā)送時隙切換命令幀，網(wǎng)內(nèi)其余節(jié)點收到此通信幀后，進行相應(yīng)時隙切換。當(dāng)網(wǎng)內(nèi)某節(jié)點識別本節(jié)點循環(huán)隊列內(nèi)無待發(fā)數(shù)據(jù)時，向網(wǎng)內(nèi)其余節(jié)點發(fā)送此幀，網(wǎng)內(nèi)其余節(jié)點收到此幀后，識別時隙切換命令及切換時隙信息，將時隙計時器清空，根據(jù)時隙號進行切換以實現(xiàn)時隙切換的目的。

4.4? 時隙預(yù)約幀

網(wǎng)內(nèi)電臺識別循環(huán)隊列內(nèi)有上位機待發(fā)數(shù)據(jù)時，進行廣播發(fā)送時隙預(yù)約幀進行發(fā)送時隙預(yù)約。當(dāng)網(wǎng)內(nèi)某節(jié)點讀到其循環(huán)隊列內(nèi)有上位機需要發(fā)送的數(shù)據(jù)時，則在自己的預(yù)約時隙向網(wǎng)內(nèi)廣播發(fā)送時隙預(yù)約幀信息，網(wǎng)內(nèi)其余節(jié)點收到此時隙預(yù)約幀后，識別預(yù)約命令及預(yù)約時隙，將此節(jié)點的預(yù)約的發(fā)送時隙預(yù)留，便于此節(jié)點進行無沖突數(shù)據(jù)發(fā)送。

4.5? 數(shù)據(jù)傳輸幀

當(dāng)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點發(fā)送時隙預(yù)約幀完成預(yù)約后，在預(yù)約好的時隙發(fā)送攜帶有效傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸幀。節(jié)點在預(yù)約好的數(shù)據(jù)傳輸時隙讀取循環(huán)隊列數(shù)據(jù)進行打包，當(dāng)循環(huán)隊列內(nèi)數(shù)據(jù)長度小于N時，有多少數(shù)據(jù)則打包發(fā)送多少數(shù)據(jù)；當(dāng)數(shù)據(jù)長度大于N時則打包N字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)，并將預(yù)約信息放入數(shù)據(jù)傳輸幀進行下一時隙預(yù)約發(fā)送數(shù)據(jù)；網(wǎng)內(nèi)其余節(jié)點收到此數(shù)據(jù)傳輸幀，進行幀頭及預(yù)約信息識別，當(dāng)無預(yù)約信息時，其余節(jié)點只需處理數(shù)據(jù)，通過串口上傳至上位機；若數(shù)據(jù)傳輸幀幀頭包含預(yù)約信息時，其后續(xù)節(jié)點需執(zhí)行退避操作，將此節(jié)點發(fā)送時隙后一時隙進行退避空出，留給此節(jié)點進行數(shù)據(jù)傳輸，直到網(wǎng)內(nèi)節(jié)點收到不含預(yù)約信息的數(shù)據(jù)傳輸幀時，則可繼續(xù)按序進行其余預(yù)約或切換等操作。

5? 傳輸性能測試

測試環(huán)境：野外空曠環(huán)境，主節(jié)點，從節(jié)點1，從節(jié)點2與從節(jié)點3、從節(jié)點4、從節(jié)點5電臺之間距離為1千米。

電臺參數(shù)：電臺時隙7.5 ms，輸出功率30 dBm

（1 W），中心頻率500 MHz，串口波特率115.2 kbit/s，空中速率115.2 kbit/s，組網(wǎng)時間為30 mins左右，發(fā)送間隔為300 ms，跳頻電臺發(fā)送不同長度數(shù)據(jù)，主機發(fā)射87字節(jié)、從機1至從機6發(fā)射分別為44字節(jié)、129字節(jié)、160字節(jié)、206字節(jié)、215字節(jié)。測試效果良好，其中一組測試數(shù)據(jù)情況如表1所示。

表1? 動態(tài)時隙組網(wǎng)通信數(shù)據(jù)

電臺編號 發(fā)送量 接收量 丟失數(shù) 誤碼數(shù) 丟失率 誤碼率

主節(jié)點 497 727 4 316 428 0 0 0 0

從節(jié)點1 251 768 4 562 387 0 0 0 0

從節(jié)點2 738 138 4 076 017 0 0 0 0

從節(jié)點3 915 840 3 898 315 0 0 0 0

從節(jié)點4 1 178 732 3 635 423 0 0 0 0

從節(jié)點5 1 231 950 3 582 205 0 0 0 0

其中，主節(jié)點應(yīng)接收數(shù)據(jù)為：從節(jié)點1發(fā)送數(shù)據(jù)+從節(jié)點2發(fā)送數(shù)據(jù)+從節(jié)點3發(fā)送數(shù)據(jù)+從節(jié)點4發(fā)送數(shù)據(jù)+從節(jié)點5發(fā)送數(shù)據(jù)= 251 768 + 738 138 + 915 840 + 1 178 732 + 1 231 950 = 4 316 428字節(jié)；此數(shù)值與主節(jié)點實際接收數(shù)據(jù)量相同，故跳頻主節(jié)點此次測試無丟包無亂碼。同樣的計算方法可得出其余從節(jié)點1至從節(jié)點5亦無丟包無亂碼。

項目反復(fù)多次測試驗證了在無特殊干擾的通信環(huán)境內(nèi)，本組網(wǎng)模型數(shù)據(jù)傳輸情況較好，誤碼率和丟包率在理想環(huán)境近乎為0，無丟包無亂碼，驗證了傳輸數(shù)據(jù)長度的動態(tài)可變性能和傳輸穩(wěn)定性。

6? 組網(wǎng)方式性能比對

由于本組網(wǎng)模型動態(tài)時隙傳輸?shù)奶刭|(zhì)，結(jié)合實際傳輸性能測試結(jié)果，本組網(wǎng)模型在信道利用率、系統(tǒng)開銷、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和應(yīng)用環(huán)境方面都更具優(yōu)勢，如表2所示。

表2? 組網(wǎng)綜合性能比較表

組網(wǎng)方式 信道利用率 系統(tǒng)開銷 網(wǎng)絡(luò)規(guī)格 應(yīng)用環(huán)境

TDMA固定

時隙分配組網(wǎng) 低 很小 小規(guī)模組網(wǎng) 小規(guī)模行動

動態(tài)時隙競爭分配組網(wǎng) 較高 大 大規(guī)模組網(wǎng) 小規(guī)模行動

本文設(shè)計動態(tài)時隙組網(wǎng) 高 大 大規(guī)模組網(wǎng) 大規(guī)模行動

由表2可比較得出：固定時隙分配組網(wǎng)適合由小規(guī)模組網(wǎng)及小規(guī)?；顒樱湎盗虚_銷很小但是信道利用率低，實際應(yīng)用中組網(wǎng)效率差；對比前者，傳統(tǒng)動態(tài)時隙競爭分配組網(wǎng)的優(yōu)點是具有較高的信道利用率，但是其實現(xiàn)方法都是基于復(fù)雜的競爭沖突算法機制進行時隙預(yù)約，在實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，時隙預(yù)約成功率低，組網(wǎng)通信性能差。與此同時，伴隨著目前軍事及民事領(lǐng)域?qū)W(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)長度及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模等指標(biāo)要求的提高，傳統(tǒng)的動態(tài)時隙顯然無法達到此種高標(biāo)準(zhǔn)。本文設(shè)計的動態(tài)時隙組網(wǎng)，不僅能夠進一步提高信道利用率和整體網(wǎng)絡(luò)鏈路速率，同時因其基于TDMA技術(shù)的時隙模型，還能確保其組網(wǎng)穩(wěn)定性更好，更適用于大規(guī)模的環(huán)境，實用性更高。

7? 結(jié)? 論

此基于時分多址技術(shù)動態(tài)時隙組網(wǎng)方式，解決了算法本身問題，更貼近于實際運用環(huán)境中跳頻組網(wǎng)特點。該協(xié)議在主從模式網(wǎng)絡(luò)中，可根據(jù)各節(jié)點數(shù)據(jù)長度進行動態(tài)時隙分配，避免通信碰撞的同時，使網(wǎng)內(nèi)節(jié)點根據(jù)不同傳輸數(shù)據(jù)長度有效的分配地址。當(dāng)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點接收上位機發(fā)送數(shù)據(jù)時，無須等待數(shù)據(jù)完全寫入便可進行時隙預(yù)約，即只需根據(jù)循環(huán)隊列內(nèi)已有數(shù)據(jù)實現(xiàn)逐一時隙預(yù)約，可節(jié)省由于串口波特率和硬件限制導(dǎo)致的延遲時間。此組網(wǎng)方式還可將時隙預(yù)約信息寫入數(shù)據(jù)通信時幀內(nèi)，實現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸時隙內(nèi)對下一傳輸時隙的預(yù)約，減少預(yù)約交互次數(shù)，整體提高網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸速率和無線信道有效利用率。

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作者簡介：李雨汝（1994.03—），女，漢族，河南永城人，通信中級工程師，碩士，研究方向：無線電檢測技術(shù)研究、無線電管理政策研究；劉月坤（1980.03—），女，漢族，北京人，部門主任，本科，研究方向：人力資源基礎(chǔ)理論與基本技能、人才戰(zhàn)略規(guī)劃、培訓(xùn)與人力資源開發(fā)、勞動關(guān)系管理、薪酬管理等。