CN114340030B - 一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，无人集群组网测控系统的终端开机，接收默认频点信号，设计时器t₁后判断终端的状态进行广播，并向簇首节点发送帧时隙Aloha入网申请；簇首节点收到帧时隙Aloha入网申请后对终端进行合法认证并分配基本帧时隙；终端主动与被动退网时，无人集群组网测控系统进行动态管理。该方法在采用SC‑FDE物理层信号基础上，设计了链路层的帧要素，统一机载节点与地面节点时隙，得到了基于簇首节点链路状态的时隙Aloha入网申请方法，具有网络时延低等特点。

Description

一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法

技术领域

本发明涉及电通信技术技术领域，具体涉及一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法。

背景技术

在无人机集群组网协同任务系统中，地面组网节点可作为一个普通节点参与全对等无中心组网通信。此时的机载组网节点传输机间信息给其他机载组网节点、传输遥测信息给地面组网节点，地面组网节点没有飞控协同需求，需要传输遥控信息给机载节点。这种对多无人机进行同时测控与机间通信，需要簇首节点对多个节点接入，需要设计高效的建网与入网协议。

在作者的发明专利“闫朝星,付林罡,谌明.无人机集群测控中基于迭代检测的分集接入方法及系统.专利申请号：201811037567.0.”中，在接收端对随机接入时隙进行检测与迭代处理来解决接入冲突场景下的信号检测，可实现准时间同步入网、高精度同步估计与低信噪比信令传输，提升系统容量，降低丢包率与传输时延。文献“郭淑霞,袁春娟,刘瑞兵等.一种基于动态分组帧时隙ALOHA协议的无人机编队通信方法[C].第五届中国无人机大会论文集.2014:555-559.”分析了无人机编队通信采用动态分组帧时隙ALOHA技术，用于无人机的大量信息传输系统，而不是随机接入过程。

但是上述文献在无人机测控与编队通信中都没有考虑地面节点的特殊性，缺少参与全对等无中心组网通信时接入簇首进行网络同步的策略，没能有效结合实际应用进行系统性的考虑。

发明内容

本发明是为了解决无人机测控与编队通信实时通信问题，提供一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，首先设计了包含机载节点与地面节点的全对等自组网测控系统，统一格式的机载节点时隙对与地面节点时隙对，然后设计了基于簇首节点链路状态的时隙Aloha入网申请流程，有效简化了入网认证、资源分配过程，降低网络时延，可在动态网络拓扑环境下评估网络随机接入性能。

本发明提供系统一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，包括以下步骤：

S1、无人集群组网测控系统的终端开机，接收默认频点信号，设计时器t₁后判断终端的状态进行广播，并向簇首节点发送帧时隙Aloha入网申请；

终端包括机载节点A(m)和地面节点，机载节点A(m)的数量为M个，地面节点的数量为1个，机载节点包括簇首节点、副簇首节点和普通机载节点；

无人集群组网测控系统的系统帧T_s包括N个时隙帧，N≥M+2，每个时隙帧包括1个时隙对，帧时隙Aloha入网申请设置在系统帧T_s中，时隙对包括机载时隙对和地面时隙对；

机载时隙对包括数据帧和中继帧，数据帧依次包括：帧头、节点ID、目的地址、簇首标识、连接状态、时隙申请、时隙状态、帧类型、其他、遥测数据、机间数据和校验；

中继帧依次包括：帧头、节点ID、目的地址、簇首标识、连接状态、时隙申请、时隙状态、帧类型、其他、中继数据和校验，中继数据的数量均为2个；

地面时隙对包括遥控帧和中继帧，遥控帧依次包括：帧头、节点ID、目的地址、簇首标识、连接状态、时隙申请、时隙状态、帧类型、其他、遥控数据和校验，遥控数据的数量为2个；

目的地址用于区分广播地址和单播地址，目的地址为单播地址时用于标记机间数据目的地址；

簇首标识用于区分簇首节点、副簇首节点和普通节点；

普通节点的连接状态用于标记网络节点能接收的所有节点，簇首节点的连接状态用于标记全网在网节点；

普通节点的时隙申请用于标记新申请时隙编号，簇首节点的时隙申请用于标记当前帧的时隙编号；

普通节点的时隙状态用于标记占用的所有时隙，簇首节点的时隙状态用于标记全网可用时隙状态；

帧类型用于区分随机接入时隙帧、数据帧、中继帧和时隙申请帧；

遥控数据用于根据在网节点数目分配节点遥控信息，多个节点可共用一个时隙帧的遥控数据段；在网节点数目较多时，地面节点加入需要分配多个帧时隙；

所有机载节点通过节点ID判断接收的信息为地面节点信息时自动解析遥控数据，目的地址可分段区分机载节点；

S2、簇首节点收到帧时隙Aloha入网申请后对终端进行合法认证并分配基本帧时隙；

S3、终端主动与被动退网时，无人集群组网测控系统进行动态管理。

本发明所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，作为优选方式，步骤S1中判断终端的状态的方法包括：

终端若在t₁时间内没有收到信息，则认为不存在其他节点，终端为簇首节点并继续接收信息，同时发送广播信息；

终端若在t₁时间内收到信息，则分析接收到的时隙帧中的簇首标识和连接状态；若没有簇首标识，则继续接收信息，等待簇首节点再进行帧时隙Aloha入网申请；若有簇首标识，则根据簇首节点的连接状态查看全网在网节点，若只有簇首节点，则m＝1，并标记当前节点为副簇首节点；若m≥2，则对簇首节点进行帧时隙Aloha入网申请。

本发明所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，作为优选方式，若两个独立的终端开机后都成为簇首节点，则在收到对方信息后根据节点ID的大小进行决策：节点ID小的终端为簇首节点，节点ID大的终端向簇首节点进行帧时隙Aloha入网申请。

本发明所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，作为优选方式，步骤S2中，簇首节点收到帧时隙Aloha入网申请后判断是否合法入网，若是，则在连接状态中加入终端的节点，并在帧类型中标记为入网应答帧，同时将时隙状态中第1个可用时隙s(i)为分配给终端，簇首节点更新时隙状态，时隙状态不再包含已分配的时隙s(i)；

帧时隙Aloha入网申请为系统帧T_s中的固定位置时隙，帧时隙Aloha入网申请为机载时隙对、帧类型标记为随机接入时隙帧。

本发明所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，作为优选方式，帧时隙Aloha接入系统吞吐S为：

其中，K为入网周期T_r内包含系统帧T_s的数量，K＝T_r/T_s；

m为组网节点的数量，且每个节点入网概率相同。

本发明所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，作为优选方式，步骤S3中，若机载节点主动退网，则在网的机载节点通过帧类型标记退网申请，簇首节点接收退网申请后更新时隙状态；

若机载节点被动退网，则簇首节点在连接状态内对机载节点计时t₂，通过是否在t₂时间收到退网的机载节点信息来判断是否为被动退网。

本发明所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，作为优选方式，若簇首节点被动退网时，则通过t₃时间内监测网内节点的连接状态中有无簇首节点来判断，若无，则将副簇首节点升级为簇首节点。

本发明所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，作为优选方式，机载节点和地面节点之间设置上行遥控链路和下行遥测链路，机载节点之间设置传输机间协同信息，机载节点与地面节点全对等组网、均采用全向天线。

本发明所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，作为优选方式，无人集群组网测控系统的物理层使用单载波频域均衡短时突发信号。

本发明所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，作为优选方式，单载波频域均衡短时突发信号使用LDPC码编码、MPSK或者MQAM调制。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，主要包括如下步骤：

步骤(一)、无人机集群的组网测控系统包含M个机载节点A(m)与1个地面节点，1≤m≤M，地面节点A(0)数量≥2时组网系统只允许1个地面节点对机群遥控。

机载-地面之间有上行遥控链路与下行遥测链路，传输空地测控信息；机载节点之间额外传输机间协同信息。机载节点A(m)与地面节点全对等组网，均采用全向天线。

集群组网测控系统的物理层采用单载波频域均衡(SC-FDE)短时突发信号，可选择LDPC码编码、MPSK或者MQAM调制。LDPC码针对我国《中继卫星系统数据传输技术规范》参考GJB7296-2011设计的T3码组1/2、2/3、4/5的LDPC码，信息位长k＝1024，为一帧数据。基于该信号模式，设计对应的地面节点与机载节点的链路层数据帧格式。

步骤(二)、设计统一格式的机载时隙对：机载数据帧、中继帧信息，地面时隙对：地面数据帧、中继帧信息；在无人集群组网测控系统中系统帧T_s内设计包含N个时隙帧，N≥M+2，每个时隙帧包含1个时隙对。

机载时隙对的数据帧具体包含：

{帧头，节点ID，目的地址，簇首标识，连接状态，占用时隙，时隙状态，帧类型，其他，遥测数据，机间数据，校验}。

机载时隙对的中继帧定义与数据帧相同，遥测数据与机间数据更换为中继数据。

机载节点中继帧

其中，

①目的地址：区分广播地址与单播地址，单播地址时标记机间数据目的地址，遥控与遥测数据本身为机载节点与地面节点传输信息，无需标记地址；

②簇首标识：区分簇首、准簇首与普通节点；

③连接状态：普通节点标记网络节点能接收的所有节点，簇首节点标记全网在网节点；

④时隙申请：普通节点标记新申请时隙编号，簇首节点标记当前帧的时隙编号；

⑤时隙状态：普通节点标记占用的所有时隙，簇首节点标记全网可用时隙状态；

⑥类型：帧类型，区分随机接入时隙帧、数据帧、中继帧以及时隙申请帧。

地面时隙对的遥控帧与中继帧包含：

{帧头，节点ID，目的地址，簇首标识，连接状态，占用时隙，时隙状态，帧类型，其他，遥控或中继数据×2，校验}

机面节点中继帧

该帧数据信息定义与机载节点一样，特别的，通过节点ID判断为地面站节点，所有机载节点收到该地面站节点信息则自动解析遥控数据，目的地址可分段区分机载节点。

遥控数据：根据在网节点数目分配节点遥控信息，可以多个节点共用一个时隙帧的遥控数据段，若在网节点数目较多，地面节点加入时需要分配多个帧时隙。

步骤(三)、集群自组网终端开机建网，并向簇首节点进行帧时隙Aloha入网申请。

自组网终端开机启动后，接收默认频点信号，并设计时器t₁，

(1)若在t₁时间内没有收到信息，则认为不存在其他节点，当前节点为准簇首并继续接收信息，同时发送广播信息；

(2)若在t₁时间内收到信息则分析接收到信息的簇首信令、连接状态信令；

①若没有簇首节点，则继续接收信息，等待簇首节点再进行帧时隙Aloha入网申请；

②若有簇首节点，则根据簇首节点的“连接状态”查看全网在网节点，若只有簇首则m＝1，并标记当前节点为副簇首，簇首只能有1个；若m≥2个节点，则对簇首节点进行帧时隙Aloha入网申请；

③特殊情况下，若两个独立节点开机后都成为准簇首，则在收到对方信息后根据双方“节点ID”大小进行决策：最小ID者为簇首，大ID者需要向簇首进行帧时隙Aloha入网申请。

步骤(四)、簇首节点收到入网申请后对集群组网节点进行合法认证、并分配基本帧时隙。

申请入网的帧时隙设计为无人集群组网测控系统的系统帧里N个时隙帧的固定位置时隙，如最后一个帧时隙。入网时隙帧格式为机载数据帧，同时在链路层通过“帧类型”标记为随机接入时隙帧。

设节点入网周期T_r内包含K＝T_r/T_s个系统帧T_s，则入网周期内含有K个随机接入时隙。假设存在m个组网节点，这些节点随机接入可能存在冲突，如果每个节点入网概率相同，则无人集群的帧时隙Aloha接入系统吞吐为：

在不同接入时隙数下接入吞吐量如表所示：

簇首节点收到入网申请后判断若该节点合法入网则在簇首的“连接状态”加入该节点，并在“帧类型”标记为入网应答帧，同时在“时隙状态”中第1个可用时隙s(i)为分配给新接入节点时隙。簇首给新入网节点分配时隙完毕后更新“时隙状态”，将不包含已分配时隙s(i)。

步骤(五)、节点主动与被动退网下的系统动态管理

在网节点可能存在主动退网或者被动退网情况。

(1)节点主动退网可由在网节点通过“帧类型”标记退网申请，簇首通过退网申请后再更新“时隙状态”，对系统时隙进行动态管理；

(2)节点被动退网则由簇首“连接状态”内对某个节点计时t₂时间内收不到信息来判断。

若簇首节点被击落被动退网，则可通过t₃时间内监测网内节点“连接状态”有无簇首节点来判断，然后将副簇首升级为簇首。

本发明具有以下优点：

(1)本发明设计了全对等自组网测控系统中统一格式的机载节点时隙对与地面节点时隙对，有效提升了空地一体化自组网系统抗毁能力；

(2)本发明设计了建网建簇策略与基于簇首节点链路状态的时隙Aloha入网申请流程，有效简化了入网认证、资源分配过程；

(3)本发明分析了无人集群在不同时隙数下帧时隙ALoha随机接入的系统吞吐量，在动态网络拓扑环境下评估网络随机接入性能，

(4)本发明在完成节点自主高效入网与退网的基础上，集群自组网可实现其他功能如：中继路由、动态时隙分配与更换/升级簇首等，路由中继传输在时隙对的中继帧中执行。

附图说明

图1为一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法流程图；

图2为一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法系统场景图；

图3为一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法处理流程图；

图4为一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法在不同组网节点下的接入吞吐量图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，包括以下步骤：

S1、无人集群组网测控系统的终端开机，接收默认频点信号，设计时器t₁后判断终端的状态进行广播，并向簇首节点发送帧时隙Aloha入网申请；

终端包括机载节点A(m)和地面节点，机载节点A(m)的数量为M个，地面节点的数量为1个，机载节点包括簇首节点、副簇首节点和普通机载节点；

无人集群组网测控系统的系统帧T_s包括N个时隙帧，N≥M+2，每个时隙帧包括1个时隙对，帧时隙Aloha入网申请设置在系统帧T_s中，时隙对包括机载时隙对和地面时隙对；

机载时隙对包括数据帧和中继帧，数据帧依次包括：帧头、节点ID、目的地址、簇首标识、连接状态、时隙申请、时隙状态、帧类型、其他、遥测数据、机间数据和校验；

中继帧依次包括：帧头、节点ID、目的地址、簇首标识、连接状态、时隙申请、时隙状态、帧类型、其他、中继数据和校验，中继数据的数量均为2个；

地面时隙对包括遥控帧和中继帧，遥控帧依次包括：帧头、节点ID、目的地址、簇首标识、连接状态、时隙申请、时隙状态、帧类型、其他、遥控数据和校验，遥控数据的数量为2个；

目的地址用于区分广播地址和单播地址，目的地址为单播地址时用于标记机间数据目的地址；

簇首标识用于区分簇首节点、副簇首节点和普通节点；

普通节点的连接状态用于标记网络节点能接收的所有节点，簇首节点的连接状态用于标记全网在网节点；

普通节点的时隙申请用于标记新申请时隙编号，簇首节点的时隙申请用于标记当前帧的时隙编号；

普通节点的时隙状态用于标记占用的所有时隙，簇首节点的时隙状态用于标记全网可用时隙状态；

帧类型用于区分随机接入时隙帧、数据帧、中继帧和时隙申请帧；

遥控数据用于根据在网节点数目分配节点遥控信息，多个节点可共用一个时隙帧的遥控数据段；在网节点数目较多时，地面节点加入需要分配多个帧时隙；

所有机载节点通过节点ID判断接收的信息为地面节点信息时自动解析遥控数据，目的地址可分段区分机载节点；

判断终端的状态的方法包括：

终端若在t₁时间内没有收到信息，则认为不存在其他节点，终端为簇首节点并继续接收信息，同时发送广播信息；

终端若在t₁时间内收到信息，则分析接收到的时隙帧中的簇首标识和连接状态；若没有簇首标识，则继续接收信息，等待簇首节点再进行帧时隙Aloha入网申请；若有簇首标识，则根据簇首节点的连接状态查看全网在网节点，若只有簇首节点，则m＝1，并标记当前节点为副簇首节点；若m≥2，则对簇首节点进行帧时隙Aloha入网申请；

若两个独立的终端开机后都成为簇首节点，则在收到对方信息后根据节点ID的大小进行决策：节点ID小的终端为簇首节点，节点ID大的终端向簇首节点进行帧时隙Aloha入网申请；

S2、簇首节点收到帧时隙Aloha入网申请后对终端进行合法认证并分配基本帧时隙；

簇首节点收到帧时隙Aloha入网申请后判断是否合法入网，若是，则在连接状态中加入终端的节点，并在帧类型中标记为入网应答帧，同时将时隙状态中第1个可用时隙s(i)为分配给终端，簇首节点更新时隙状态，时隙状态不再包含已分配的时隙s(i)；

帧时隙Aloha入网申请为系统帧T_s中的固定位置时隙，帧时隙Aloha入网申请为机载时隙对、帧类型标记为随机接入时隙帧；

帧时隙Aloha接入系统吞吐S为：

其中，K为入网周期T_r内包含系统帧T_s的数量，K＝T_r/T_s；

m为组网节点的数量，且每个节点入网概率相同；

S3、终端主动与被动退网时，无人集群组网测控系统进行动态管理；

若机载节点主动退网，则在网的机载节点通过帧类型标记退网申请，簇首节点接收退网申请后更新时隙状态；

若机载节点被动退网，则簇首节点在连接状态内对机载节点计时t₂，通过是否在t₂时间收到退网的机载节点信息来判断是否为被动退网；

若簇首节点被动退网时，则通过t₃时间内监测网内节点的连接状态中有无簇首节点来判断，若无，则将副簇首节点升级为簇首节点。

机载节点和地面节点之间设置上行遥控链路和下行遥测链路，机载节点之间设置传输机间协同信息，机载节点与地面节点全对等组网、均采用全向天线；

无人集群组网测控系统的物理层使用单载波频域均衡短时突发信号；

单载波频域均衡短时突发信号使用LDPC码编码、MPSK或者MQAM调制。

实施例2

如图1所示，一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，图2为系统场景图，车载地面站作为全对等节点接入自组网系统，无人机可以包含不同机型，组网集群里有簇首、副簇首与新加入节点等。这些组网节点在系统帧内动态分配帧时隙1、2、3…随机接入时隙。

图3所示为帧时隙Aloha接入方法处理流程图，终端A(·)开机后接收默认频点信号判断在t₁时间内收到的信息，若没有信息则A(·)自身为准簇首并准备广播；若有信息则分析簇首与连接状态信息，没有簇首时继续接收，有簇首则申请入网，特别的当只有簇首时，入网后自己为副簇首。对于2个准簇首相遇设计最小ID为簇首的方法，其他节点需要申请入网。

簇首收到入网申请后认证合法性，并在连接状态加入新节点、分配时隙资源后再根据网络状态进行中继路由、时隙分配。在网络拓扑发生变化时需要更换/升级簇首、处理主动/被动退网情况。

图4所示为无人集群组网在入网周期有K＝8、16、32、64、128个接入时隙时，在不同无人机节点数量下的网络接入吞吐量，可以发现在节点数为7、15、31、64、127下可以达到对应K＝8、16、32、64、128的吞吐量峰值0.3436、0.3561、0.3621、0.3650、0.3664。此时系统效率最大，更多节点接入会增大碰撞概率与接入时延。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、无人集群组网测控系统的终端开机，接收默认频点信号，设计时器t₁后判断所述终端的状态进行广播，并向簇首节点发送帧时隙Aloha入网申请；

所述终端包括机载节点A(m)和地面节点，所述机载节点A(m)的数量为M个，所述地面节点的数量为1个，机载节点包括簇首节点、副簇首节点和普通节点；

所述无人集群组网测控系统的系统帧T_s包括N个时隙帧，N≥M+2，每个时隙帧包括1个时隙对，所述帧时隙Aloha入网申请设置在所述系统帧T_s中，所述时隙对包括机载时隙对和地面时隙对；

所述机载时隙对包括数据帧和中继帧，所述数据帧依次包括：帧头、节点ID、目的地址、簇首标识、连接状态、时隙申请、时隙状态、帧类型、其他、遥测数据、机间数据和校验；

所述中继帧依次包括：帧头、节点ID、目的地址、簇首标识、连接状态、时隙申请、时隙状态、帧类型、其他、中继数据和校验，所述中继数据的数量均为2个；

所述地面时隙对包括遥控帧和中继帧，所述遥控帧依次包括：帧头、节点ID、目的地址、簇首标识、连接状态、时隙申请、时隙状态、帧类型、其他、遥控数据和校验，所述遥控数据的数量为2个；

所述目的地址用于区分广播地址和单播地址，所述目的地址为单播地址时用于标记机间数据目的地址；

所述簇首标识用于区分所述簇首节点、所述副簇首节点和所述普通节点；

普通节点的连接状态用于标记网络节点能接收的所有节点，簇首节点的连接状态用于标记全网在网节点；

普通节点的时隙申请用于标记新申请时隙编号，簇首节点的时隙申请用于标记当前帧的时隙编号；

普通节点的时隙状态用于标记占用的所有时隙，簇首节点的时隙状态用于标记全网可用时隙状态；

所述帧类型用于区分随机接入时隙帧、所述数据帧、所述中继帧和时隙申请帧；

所述遥控数据用于根据在网节点数目分配节点遥控信息，多个节点可共用一个时隙帧的遥控数据段；在网节点数目较多时，所述地面节点加入需要分配多个帧时隙；

所有机载节点通过所述节点ID判断接收的信息为所述地面节点信息时自动解析所述遥控数据，所述目的地址可分段区分所述机载节点；

S2、所述簇首节点收到所述帧时隙Aloha入网申请后对所述终端进行合法认证并分配基本帧时隙；

S3、所述终端主动与被动退网时，所述无人集群组网测控系统进行动态管理。

2.根据权利要求1所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，其特征在于：步骤S1中判断所述终端的状态的方法包括：

所述终端若在t₁时间内没有收到信息，则认为不存在其他节点，所述终端为所述簇首节点并继续接收信息，同时发送广播信息；

所述终端若在t₁时间内收到信息，则分析接收到的时隙帧中的所述簇首标识和所述连接状态；若没有所述簇首标识，则继续接收信息，等待所述簇首节点再进行所述帧时隙Aloha入网申请；若有所述簇首标识，则根据所述簇首节点的连接状态查看全网在网节点，若只有所述簇首节点，则m=1，并标记当前节点为所述副簇首节点；若m≥2，则对所述簇首节点进行所述帧时隙Aloha入网申请。

3.根据权利要求2所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，其特征在于：若两个独立的所述终端开机后都成为所述簇首节点，则在收到对方信息后根据所述节点ID的大小进行决策：节点ID小的终端为所述簇首节点，节点ID大的终端向所述簇首节点进行所述帧时隙Aloha入网申请。

4.根据权利要求1所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，其特征在于：步骤S2中，所述簇首节点收到所述帧时隙Aloha入网申请后判断是否合法入网，若是，则在所述连接状态中加入所述终端的节点，并在所述帧类型中标记为入网应答帧，同时将所述时隙状态中第1个可用时隙s(i)为分配给所述终端，所述簇首节点更新所述时隙状态，所述时隙状态不再包含已分配的所述时隙s(i)；

所述帧时隙Aloha入网申请为所述系统帧T_s中的固定位置时隙，所述帧时隙Aloha入网申请为所述机载时隙对、所述帧类型标记为随机接入时隙帧。

5.根据权利要求4所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，其特征在于：帧时隙Aloha接入系统吞吐S为：

；

其中，K为入网周期T_r内包含系统帧T_s的数量，K=T_r/T_s；

m为组网节点的数量，且每个节点入网概率相同。

6.根据权利要求4所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，其特征在于：步骤S3中，若所述机载节点主动退网，则在网的机载节点通过所述帧类型标记退网申请，所述簇首节点接收所述退网申请后更新所述时隙状态；

若所述机载节点被动退网，则所述簇首节点在所述连接状态内对所述机载节点计时t₂，通过是否在t₂时间收到退网的所述机载节点信息来判断是否为被动退网。

7.根据权利要求6所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，其特征在于：若所述簇首节点被动退网时，则通过t₃时间内监测网内节点的所述连接状态中有无所述簇首节点来判断，若无，则将所述副簇首节点升级为所述簇首节点。

8.根据权利要求1所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，其特征在于：所述机载节点和所述地面节点之间设置上行遥控链路和下行遥测链路，所述机载节点之间设置传输机间协同信息，所述机载节点与所述地面节点全对等组网、均采用全向天线。

9.根据权利要求1所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，其特征在于：所述无人集群组网测控系统的物理层使用单载波频域均衡短时突发信号。

10.根据权利要求9所述的一种无人集群组网测控的帧时隙Aloha接入方法，其特征在于：所述单载波频域均衡短时突发信号使用LDPC码编码、MPSK或者MQAM调制。

Images