灰色关联分析法的动态时分多址接入方法、设备及介质

本技术涉及数据链网络领域，尤其涉及一种灰色关联分析法的动态时分多址接入方法、设备及介质。

背景技术：

1、战术数据链作为现代军用电子信息系统的核心技术，是各种军事信息系统、网络互联和信息业务互通的技术基础，是链接数字化战场上的作战平台(传感器平台、指挥控制平台及武器平台)，处理和传输(交换、分发)战术信息(态势信息、平台信息和作战控制指令等)的数据通信系统。

2、针对这一现状，需要研究一种符合link22数据链相关网络特性的动态时隙分配算法，提升link22数据链网络的性能。合理的时隙分配算法可以有效减小网络时延，提高网络效率。

3、现有的一种网络技术，在汪鹏志和缪学宁在《舰船电子工程》的第308期的第40卷中的27页中提到，利用动态时分多址dtdma(dynamic time division multiple access)协议可以将网内节点空闲的时隙动态分配给时隙资源缺乏的节点使用，从而提升系统资源利用率，减小网络传输时延。

4、上述现有dtdma技术的缺点为：在空白时隙转移的过程中，只要自身时隙富余状况符合请求报文中的时隙申请需求，则从自身最大时隙号开始释放时隙资源，没有按照一定的理论依据，缺乏公平性。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术提供一种灰色关联分析法的动态时分多址接入方法、设备及介质。

2、本技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、s1：在网管时隙，统计各节点的当前时帧的参量；所述各节点的当前时帧的参量包括：数据包的数量、固定时隙的数量以及空白时隙的数量；

4、s2：根据前一时帧的信息以及各节点的当前时帧的参量，通过灰色关联分析法，更新时隙分配表；根据所述时隙分配表，给各节点分配固定时隙和空白时隙；

5、s3：构建所述数据包的优先级转换机制；各节点根据所述固定时隙、所述空白时隙以及所述优先级转换机制，对各个数据包进行发送操作或丢弃操作。

6、可选的，步骤s1包括：

7、所述当前时帧的前预设时长为所述网管时隙；所述网管时隙用于传递节点之间时隙的占用情况并进行及时动态地调整；所述网管时隙包括：广播时隙、请求时隙以及确认时隙共三个阶段，每个阶段被平均分成n个小时隙，其中n为网络内节点数目，各节点在其对应时隙内传输网管报文。

8、可选的，步骤s2包括：

9、s21：在进入所述广播时隙后；各节点判断当前时帧的固定业务，在占用本节点的固定时隙后，是否能够将本节点的数据包发送完毕，具体如下：

10、若能够将本节点的数据包发送完毕，返回还能容纳的数据包个数，若不能够将本节点的数据包发送完毕，返回在占用全部的固定时隙后，剩下的数据包个数，确定返回信息；

11、将本节点的所述返回信息写入本节点的广播数据包的字段中，当本节点的时隙到来后，将广播数据包广播至其他节点；

12、s22：在进入所述请求时隙后；有剩余数据包的节点，通过前一时帧的信息，利用所述灰色关联分析法，计算出需要空白时隙的程度评分；

13、所述前一时帧即为所述当前时帧的前一帧；

14、将所述程度评分以及需要空白时隙的个数写入请求包中，有剩余数据包的节点将写完数据后的请求包发送至其他节点；

15、s23：在进入所述确认时隙后；有空白时隙的节点向有剩余数据包的节点，发送写有空白间隙个数的确认包；

16、将空白间隙个数最多的节点匹配需求时隙程度的评分最高的节点，更新所述时隙分配表；

17、s24：收到确认包的节点，通过所述时隙分配表，按照灰色关联分析法的评分标准，优先占用评分高的节点的空白时隙。

18、可选的，所述利用灰色关联分析法，计算出需要空白时隙的程度评分，具体步骤如下：

19、s22a：确定参考数据序列和比较数据序列；所述参考数据序列为理想样本，所述比较数据序列为整体样本；

20、设参考数据序列＝x0＝{x01,x02,…x0j}，比较数据序列＝xi＝{xi1,xi2,…xij}，其中，i＝1、2、…、n，表示节点的编号，j＝1、2、3表示指标的类型；

21、s22b：确定三个评价指标，包括：吞吐量、时延和负载程度；根据所述三个评价指标，计算n个节点的需求时隙程度；

22、s22c：进行无量纲化处理，具体如下：

23、将原始数据进行归一化处理，缩小映射至[0,1]，公式如下：

24、

25、其中，xi′j为经过归一化处理的系统i的指标j的数据；xij为系统i的指标j；

26、s22d：计算指标j的熵值，如下：

27、

28、

29、式中，pij为指标j在整体样本中的占比，hj为指标j的熵值，n表示节点总数；

30、s22e：计算灰色关联系数，公式如下：

31、

32、式中，zij为灰色关联系数；ρ为分辨系数；表示三个评价指标中样本和参考值绝对值差最小的一项；表示三个评价指标中样本和参考值绝对值差最大的一项；

33、s22f：计算权重：通过熵权法，计算各个指标的权重；

34、

35、式中，wj为各指标所占比例；m＝3表示指标总数；

36、得分如下所示：

37、

38、式中，ri为各节点需要空白时隙的程度评分。

39、所述节点的数目n等于8。

40、可选的，步骤s3包括：

41、s31：在每一帧结束时，统计各节点发包的平均时延以及丢包率，写入注册变量或保存至计算灰色关联分析法的变量中；

42、s32：查看队列中未发送的数据包；若未发送的数据包等待时长为一帧，则提升一个优先级；

43、若数据包等待时长为两帧，则再提升一个优先级；

44、若数据包等待时长超过两帧，表示数据包等待时间过长，则将数据包进行丢弃。

45、所述等待时长为一帧，一帧的时长为15秒。

46、一种电子设备，包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，所述存储器用于存储指令，所述用户接口和网络接口用于给其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述电子设备执行一种灰色关联分析法的动态时分多址接入方法。

47、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令被执行时，执行一种灰色关联分析法的动态时分多址接入方法。

48、本技术提供的技术方案带来的有益效果是：

49、1.按照灰色关联分析法转移空白时隙，高负载的节点可以占用低负载节点的时隙；在低负载节点的时隙转移给高负载节点时，综合考虑节点的时延、吞吐量和负载三个因素并最终综合聚合成一个评价指标，根据这个指标去评价哪个节点对时隙的需求更高，从而保证了网络的公平性。

50、2.设置了数据包优先级转换机制，当数据报文在队列中等待时间超过一帧，则优先级提升一级。如果数据报文超过两帧还未分配到时隙进行发送，则丢弃该报文，防止低优先级的数据包丢失，影响网络时延。