本发明公开了一种AIS自组织时分多址网络实现方法及装置，包括以下步骤：对系统参数进行初始化；监听信道并接收时隙信息，获取并标记信道时隙的使用情况；选取第一个可用的NTS；选取同一帧中其他NTS，并进行组帧操作；根据选择好的NTS和组好的帧进行SOTDMA消息的发送，持续完成AIS自组织时分多址网络实现。本发明通过对SOTDMA中的各个状态进行分解，设置合理的状态机，外部功能和SOTDMA预约时隙模块松耦合，在SOTDMA预约时隙模块内部将计算和发送设置模块化。因此本发明易于工程化实现，调试周期短，可以有效保障时隙预约的合理性，降低时隙冲突率，提高船舶航行安全。
1.一种AIS自组织时分多址网络实现方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、进入初始化阶段，对系统参数进行初始化；
S2、进入侦听阶段，监听信道并接收时隙信息，获取并标记信道时隙的使用情况；
S3、进入网络进入阶段，选取第一个可用的NTS；其中NTS表示标称发射时隙；
S4、进入第一帧阶段，选取同一帧中其他NTS，并进行组帧操作；
S5、进入连续工作阶段，根据选择好的NTS和组好的帧进行SOTDMA消息的发送，持续完成AIS自组织时分多址网络实现；
初始化预约时隙表、记录发射时隙集合和第一个NTS选择成功标志flag_NTS1；其中预约时隙表用于记录每一个占用时隙对应的时隙状态、台站号、台站距离和信道，当时隙中断到来时，当前时隙索引自动加1；记录发射时隙集合用于在每发射完一个NTS时，将NTS的索引NTSIndex递增，当NTSIndex等于NTS最大个数时，将NTSIndex置为0；NTSIndex的初始值为
0；第一个NTS选择成功标志flag_NTS1的初始值为1，表示不成功；NTS表示标称发射时隙；时隙状态包括空闲、内部划分、外部划分、可用和不可用；信道包括A信道和B信道，每个信道的周期为7帧，每帧为1分钟，包括2250个时隙；
B1、监听两个信道1分钟，接收2250个时隙的信息，判断收到的信息的通信状态，若为ITDMA则进入步骤B2，若为SOTDMA则进入步骤B4；
B2、解析出增量内容，更新预约时隙表中当前接收信道的相反信道的状态，将当前时隙后移时隙增量的时隙状态修改为外部划分；
B3、判断保持标志是否为真，若是则更新当前接收信道的相反信道的状态，将当前时隙+时隙增量+2250的时隙状态修改为外部划分，将当前时隙+时隙增量+2250*2的时隙状态修改为外部划分；并更新当前接收信道状态，将当前时隙+ 2250的时隙状态修改为外部划分，将当前时隙+ 2250*2的时隙状态修改为外部划分；否则不作处理；
B4、判断时隙超时值和时隙偏置是否不都为0，若是则在时隙超时值个帧内，根据1371协议一一更新预约时隙表；否则进入步骤B5；
B5、检查前向帧中与当前时隙为相同时隙号的时隙上是否有接收到的其他台站预约的时隙，若是则将前向帧中与当前时隙为相同时隙号的时隙的时隙状态改为空闲状态；否则不作处理。
2.根据权利要求1所述的AIS自组织时分多址网络实现方法，其特征在于，步骤S3的具体方法包括以下步骤：C1、判断收到时隙同步中断时第一个NTS是否选择成功，若是则进入步骤C3；否则进入步骤C2；
C2、以当前时隙为基准，重新计算第一个NTS，判断第一个NTS是否计算成功，若是则进入步骤C3；否则等待下一个时隙并返回步骤C1；
C3、判断当前时隙是否位于选择的第一个NTS的前一个时隙，若是则进入步骤C4；否则返回步骤C1；
C4、进行延时并判断下一个NTS和下一帧的NTS是否均可用，若是则进入步骤S4；否则返回步骤C1。
3.根据权利要求2所述的AIS自组织时分多址网络实现方法，其特征在于，步骤S4的具体方法包括以下子步骤：D1、在有时隙中断到来时，根据信道时隙的使用情况判断当前时隙是否为发射时隙，若是则进入步骤D2；否则进入步骤D4；
D2、发射位置消息并将NTS的索引NTSIndex加1，判断当前帧中NTSIndex是否大于等于报告率Rr，若是则进入步骤D3；否则进入步骤D4；
D3、将NTS的索引置0，为Rr个NTS随机设置3 7范围的时隙超时值，进入步骤S5；
D4、判断当前时隙是否为发射时隙的前一个时隙，若是则进入步骤D5；否则返回步骤D1；
D5、判断当前帧中NTSIndex是否等于Rr‑1，若是则将时隙偏置置为0，进行组帧操作，并返回步骤D1；否则进入步骤D6；
D6、调用概率持续算法计算第NTSIndex+2个 NTS的时隙号，判断该时隙号是否预约成功，若是则进入步骤D7；否则返回步骤S3；
D7、将当前发射信道设置为上个NTS发射信道的反信道，将当前NTS发射时隙号与上一个NTS发射时隙号的差值作为时隙偏置，进行组帧操作，并返回步骤D1。
4.根据权利要求3所述的AIS自组织时分多址网络实现方法，其特征在于，步骤S5的具体方法包括以下步骤：E1、在有时隙中断到来时，判断当前时隙是否为发射时隙，若是则进入步骤E2；否则进入步骤E3；
E2、进行发射，将NTS的索引加1，更新NTS时隙号和时隙偏置；判断当前NTS的索引是否等于Rr，若是则将当前NTS的索引置0，进入步骤E3；否则直接进入步骤E3；
E3、进行延时并判断当前时隙是否为发射时隙的前一个时隙，若是则进入步骤E4；否则返回步骤E1；
E4、将当前的时隙超时值减一，判断减一结果是否为0，若是则调用概率持续算法计算新的NTS和对应的时隙偏置，进行组帧并预约NTS，进入步骤E5；否则将时隙偏置设置为0并进行组帧，返回步骤E1；
E5、判断预约NTS是否成功，若是则随机设置3 7范围的时隙超时值，返回步骤E1；否则~将时隙超时值设置为1，返回步骤E1。
5.根据权利要求2所述的AIS自组织时分多址网络实现方法，其特征在于，步骤C2的具体方法包括以下步骤：C2‑1、判断当前时隙和前向标称间隔NI之间的时隙是否遍历完，若是则判定第一个NTS计算失败，等待下一个时隙并返回步骤C1；否则进入步骤C2‑2；
C2‑2、随机选择当前时隙和前向标称间隔NI之间的一个时隙作为NSSA，将NSSA与NI之和对应的时隙作为NSSB；
C2‑3、基于NSSA和NSSB，采用概率持续算法计算第一个NTS，记录该第一个NTS的时隙号和对应的发射信道号；
C2‑4、判断该第一个NTS是否选择成功，若是则将其选择成功标志flag_NTS1修改为0，进入步骤C3；否则将其选择成功标志flag_NTS1修改为1，并返回步骤C2‑1。
6.根据权利要求2所述的AIS自组织时分多址网络实现方法，其特征在于，在系统运行过程中，实时检测是否出现报告率改变，若是则进入报告率改变阶段，并进行以下步骤：F1、更新报告率Rr，获取当前状态机的状态值：
若处于网络进入阶段或侦听阶段，直接更改报告率Rr，进入步骤F2；
若处于第一帧阶段或连续工作阶段，则进入报告率改变阶段，并进行以下操作：找出下一个要发射的NTS并将其设置为标称开始时隙NSS，将NTSIndex设置为0，用Ch_txnew数组记录NSS对应的发射信道，用NTSnew数组记录NSS对应的时隙序号；采用flag_newall变量作为新的NTS选择完毕的标志，并将flag_newall变量设置为1，表示未选择完毕；将预约时隙表中与选择的NSS对应时隙状态设置为内部划分，将相邻时隙的相反信道的时隙状态设置为不可用，进入步骤F2；
获取距离NTSnew数组中记录的下一个NSS的时隙个数Pnew、距离下一个NTS最近的时隙个数Pmin，判断Pnew是否小于Pmin，若是则将NTSnew数组中记录的下一个NSS作为标称开始时隙，否则将下一个NTS作为标称开始时隙，将flag_newall变量设置为1，表示未选择完毕；
F2、将下一个即将发射的NTS作为新的NSS，将下一发射信道的标称开始时隙与前向标称间隔NI的和所对应的时隙作为另一信道的NSS；
F3、通过NTSnew数组和Chnew数组记录新的NTS对应所在的时隙和发射信道号；将NTS数组的第NTSIndex+X个元素赋值给NTSnew数组的第X个元素，将Ch数组的第NTSIndex+X个元素赋值给Chnew数组的第X个元素；其中NTS数组用于记录NTS；Ch数组用于记录NTS对应的发射通道；
F4、将NTSIndex设置为0，将NTSnew数组中全部NTS的设置并发送完成标志设置为未完成；
F5、当收到时隙同步中断时，判断NTSnew数组中是否还存在未完成的NTS，若是则进入步骤F6，否则进入步骤F7；
F6、判断当前时隙是否为NTSnew数组中记录的发射时隙，若是则发射位置信息并计算新选择间隔SI外的发射时隙，返回步骤S5；否则同时进入步骤F7和步骤F10；
F7、判断当前时隙是否不在新选择间隔SI且位于TxRecordNew数组记录的时隙，若是则发射位置信息，并进入步骤F8；否则返回步骤F5；其中TxRecordNew数组中记录的是目前还未发射但需要发射的NTS；
F8、判断TxRecordNew记录的时隙是否均发射完毕，若是则进入步骤F9；否则返回步骤F5；
F9、将NTSIndex设置为0，设置时隙超时值，将当前NTSnew数组中的值赋值给NTS数组，将当前Chnew数组的值赋值给Ch数组，并返回步骤S5；
F10、判断当前时隙是否为NTSnew数组中下一个将发射时隙的前一个时隙，若是则进行延时并进入步骤F11；否则不作处理；
F11、判断当前NTSIndex是否等于Rr‑1，若是则进行组帧操作并返回步骤F5；否则计算新选择间隔SI中的NTS并进行组帧操作，进入步骤F12；
F12、判断下一个时隙是否组帧成功，若是则返回步骤F5；否则返回步骤S3。
7.根据权利要求6所述的AIS自组织时分多址网络实现方法，其特征在于，步骤F11中计算新选择间隔SI中的NTS并进行组帧操作的具体方法包括以下步骤：G1、根据NSS求出当前候选时隙NS，并更新新选择间隔SI；设置flag_NTS1new为1，表示NTSnew数组未选择完成；其中新选择间隔SI根据当前的播报率得到；
G2、判断正在发射的帧中所要发射的NTS对应的时隙号构成的数组是否遍历完，若是则进入步骤G6；否则进入步骤G3；
G3、判断未遍历到的NTS的信道和该未遍历到的NTS索引值加2后在NTSnew数组中对应的要发射的NTS的信道是否相同，若是则进入步骤G4；否则返回步骤G2；
G4、判断该未遍历到的NTS是否在新选择间隔SI中，若是则选出该未遍历到的NTS并进入步骤G5；否则返回步骤G2；
G5、用选出的遍历到的NTS更新NTSnew数组的第NTSindex+2个元素，记录相应的信道号，将flag_NTS1new设置为0，表示NTSnew数组选择完成；
G6、判断新选择间隔SI中是否存在flag_NTS1new=0，若是则进行组帧操作，进入步骤F12；否则进入步骤G7；
G7、通过概率持续算法在新选择间隔SI中求解新的NTS，判断求解是否成功，若是则进行组帧操作，进入步骤F12；否则组帧失败。
8.一种AIS自组织时分多址网络实现装置，其特征在于，包括：
侦听模块，用于监听信道并接收时隙信息，获取并标记信道时隙的使用情况；
网络进入模块，用于选取第一个可用的NTS；其中NTS表示标称发射时隙；
第一帧模块，用于选取同一帧中其他NTS，并进行组帧操作；
连续工作模块，用于根据选择好的NTS和组好的帧进行SOTDMA消息的发送，持续完成AIS自组织时分多址网络实现；
初始化预约时隙表、记录发射时隙集合和第一个NTS选择成功标志flag_NTS1；其中预约时隙表用于记录每一个占用时隙对应的时隙状态、台站号、台站距离和信道，当时隙中断到来时，当前时隙索引自动加1；记录发射时隙集合用于在每发射完一个NTS时，将NTS的索引NTSIndex递增，当NTSIndex等于NTS最大个数时，将NTSIndex置为0；NTSIndex的初始值为
0；第一个NTS选择成功标志flag_NTS1的初始值为1，表示不成功；NTS表示标称发射时隙；时隙状态包括空闲、内部划分、外部划分、可用和不可用；信道包括A信道和B信道，每个信道的周期为7帧，每帧为1分钟，包括2250个时隙；
侦听模块监听信道并接收时隙信息，获取并标记信道时隙的使用情况的具体方法包括以下步骤：B1、监听两个信道1分钟，接收2250个时隙的信息，判断收到的信息的通信状态，若为ITDMA则进入步骤B2，若为SOTDMA则进入步骤B4；
B2、解析出增量内容，更新预约时隙表中当前接收信道的相反信道的状态，将当前时隙后移时隙增量的时隙状态修改为外部划分；
B3、判断保持标志是否为真，若是则更新当前接收信道的相反信道的状态，将当前时隙+时隙增量+2250的时隙状态修改为外部划分，将当前时隙+时隙增量+2250*2的时隙状态修改为外部划分；并更新当前接收信道状态，将当前时隙+ 2250的时隙状态修改为外部划分，将当前时隙+ 2250*2的时隙状态修改为外部划分；否则不作处理；
B4、判断时隙超时值和时隙偏置是否不都为0，若是则在时隙超时值个帧内，根据1371协议一一更新预约时隙表；否则进入步骤B5；
B5、检查前向帧中与当前时隙为相同时隙号的时隙上是否有接收到的其他台站预约的时隙，若是则将前向帧中与当前时隙为相同时隙号的时隙的时隙状态改为空闲状态；否则不作处理。
一种AIS自组织时分多址网络实现方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及AIS系统领域，具体涉及一种AIS自组织时分多址网络实现方法及装置。
背景技术
[0002] 通用船舶自动识别系统（AIS系统）构建了可靠的船岸通信网络，在船舶避碰导航和遇险搜救等方面，起着至关重要的作用。AIS以自组织时分多址（SOTDMA）方式发射船舶静态数据和动态数据，减轻船舶驾驶员的劳动并提高船舶航行安全的管理，SOTDMA是影响AIS系统通信性能的关键技术。随着AIS设备的需求越来越大，如何快速研制实现预约冲突率低的SOTDMA协议成为目前航海技术的重要研究方向。
发明内容
[0003] 针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种AIS自组织时分多址网络实现方法及装置提供了一种预约冲突率低的AIS自组织时分多址网络实现方法及装置。
[0004] 为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
[0005] 提供一种AIS自组织时分多址网络实现方法，其包括以下步骤：
[0006] S1、进入初始化阶段，对系统参数进行初始化；
[0007] S2、进入侦听阶段，监听信道并接收时隙信息，获取并标记信道时隙的使用情况；
[0008] S3、进入网络进入阶段，选取第一个可用的NTS；其中NTS表示标称发射时隙；
[0009] S4、进入第一帧阶段，选取同一帧中其他NTS，并进行组帧操作；
[0010] S5、进入连续工作阶段，根据选择好的NTS和组好的帧进行SOTDMA消息的发送，持续完成AIS自组织时分多址网络实现。
[0011] 提供一种AIS自组织时分多址网络实现装置，其包括：
[0012] 初始化模块，用于对系统参数进行初始化；
[0013] 侦听模块，用于监听信道并接收时隙信息，获取并标记信道时隙的使用情况；
[0014] 网络进入模块，用于选取第一个可用的NTS；其中NTS表示标称发射时隙；
[0015] 第一帧模块，用于选取同一帧中其他NTS，并进行组帧操作；
[0016] 连续工作模块，用于根据选择好的NTS和组好的帧进行SOTDMA消息的发送，持续完成AIS自组织时分多址网络实现。
[0017] 本发明的有益效果为：本发明通过对SOTDMA中的各个状态进行分解，设置合理的状态机，外部功能和SOTDMA预约时隙模块松耦合，在SOTDMA预约时隙模块内部将计算和发送设置模块化。因此本发明易于工程化实现，调试周期短，可以有效保障时隙预约的合理性，降低时隙冲突率，提高船舶航行安全。
附图说明
[0018] 图1为本方法的流程示意图；
[0019] 图2为侦听阶段的流程示意图；
[0020] 图3为网络进入阶段的流程示意图；
[0021] 图4为第一帧阶段的流程示意图；
[0022] 图5为连续工作阶段的流程示意图；
[0023] 图6为步骤C2的具体流程示意图；
[0024] 图7为报告率改变阶段的步骤F1处理流程示意图；
[0025] 图8为报告率改变阶段的步骤F2至步骤F12的流程示意图；
[0026] 图9计算新选择间隔SI中的NTS并进行组帧操作的流程示意图；
[0027] 图10为计算新选择间隔SI外的发射时隙的流程示意图；
[0028] 图11为实施例中AIS装置示意图；
[0029] 图12为实施例中的控制逻辑图。
具体实施方式
[0030] 下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
[0031] 如图1所示，该AIS自组织时分多址网络实现方法包括以下步骤：
[0032] S1、进入初始化阶段，对系统参数进行初始化；
[0033] S2、进入侦听阶段，监听信道并接收时隙信息，获取并标记信道时隙的使用情况；
[0034] S3、进入网络进入阶段，选取第一个可用的NTS；其中NTS表示标称发射时隙；
[0035] S4、进入第一帧阶段，选取同一帧中其他NTS，并进行组帧操作；
[0036] S5、进入连续工作阶段，根据选择好的NTS和组好的帧进行SOTDMA消息的发送，持续完成AIS自组织时分多址网络实现。
[0037] 步骤S1的具体方法为：初始化预约时隙表、记录发射时隙集合和第一个NTS选择成功标志flag_NTS1；其中预约时隙表用于记录每一个占用时隙对应的时隙状态、台站号、台站距离和信道，当时隙中断到来时，当前时隙索引自动加1；记录发射时隙集合用于在每发射完一个NTS时，将NTS的索引NTSIndex递增，当NTSIndex等于NTS最大个数时，将NTSIndex置为0；NTSIndex的初始值为0；第一个NTS选择成功标志flag_NTS1的初始值为1，表示不成功；NTS表示标称发射时隙；时隙状态包括空闲、内部划分、外部划分、可用和不可用；信道包括A信道和B信道，每个信道的周期为7帧，每帧为1分钟，包括2250个时隙。
[0038] 如图2所示，步骤S2的具体方法包括以下步骤：
[0039] B1、监听两个信道1分钟，接收2250个时隙的信息，判断收到的信息的通信状态，若为ITDMA则进入步骤B2，若为SOTDMA则进入步骤B4；
[0040] B2、解析出增量内容，更新预约时隙表中当前接收信道的相反信道的状态，将当前时隙后移时隙增量的时隙状态修改为外部划分；
[0041] B3、判断保持标志是否为真，若是则更新当前接收信道的相反信道的状态，将当前时隙+时隙增量+2250的时隙状态修改为外部划分，将当前时隙+时隙增量+2250*2的时隙状态修改为外部划分；并更新当前接收信道状态，将当前时隙+ 2250的时隙状态修改为外部划分，将当前时隙+ 2250*2的时隙状态修改为外部划分；否则不作处理；
[0042] B4、判断时隙超时值TMO和时隙偏置是否不都为0，若是则在时隙超时值个帧内，根据1371协议一一更新预约时隙表；否则进入步骤B5；
[0043] B5、检查前向帧中与当前时隙为相同时隙号的时隙上是否有接收到的其他台站预约的时隙，若是则将前向帧中与当前时隙为相同时隙号的时隙的时隙状态改为空闲状态；否则不作处理。
[0044] 如图3所示，步骤S3的具体方法包括以下步骤：
[0045] C1、判断收到时隙同步中断时第一个NTS是否选择成功，若是则进入步骤C3；否则进入步骤C2；
[0046] C2、以当前时隙为基准，重新计算第一个NTS，判断第一个NTS是否计算成功，若是则进入步骤C3；否则等待下一个时隙并返回步骤C1；
[0047] C3、判断当前时隙是否位于选择的第一个NTS的前一个时隙，若是则进入步骤C4；否则返回步骤C1；
[0048] C4、进行延时并判断下一个NTS和下一帧的NTS是否均可用，若是则进入步骤S4；否则返回步骤C1。
[0049] 如图4所示，步骤S4的具体方法包括以下子步骤：
[0050] D1、在有时隙中断到来时，根据信道时隙的使用情况判断当前时隙是否为发射时隙，若是则进入步骤D2；否则进入步骤D4；
[0051] D2、发射位置消息并将NTS的索引NTSIndex加1，判断当前帧中NTSIndex是否大于等于报告率Rr，若是则进入步骤D3；否则进入步骤D4；
[0052] D3、将NTS的索引置0，为Rr个NTS随机设置3 7范围的时隙超时值，进入步骤S5；~
[0053] D4、判断当前时隙是否为发射时隙的前一个时隙，若是则进入步骤D5；否则返回步骤D1；
[0054] D5、判断当前帧中NTSIndex是否等于Rr‑1，若是则将时隙偏置置为0，进行组帧操作，并返回步骤D1；否则进入步骤D6；
[0055] D6、调用概率持续算法计算第NTSIndex+2个NTS的时隙号，判断该时隙号是否预约成功，若是则进入步骤D7；否则返回步骤S3；
[0056] D7、将当前发射信道设置为上个NTS发射信道的反信道，将当前NTS发射时隙号与上一个NTS发射时隙号的差值作为时隙偏置，进行组帧操作，并返回步骤D1。
[0057] 如图5所示，步骤S5的具体方法包括以下步骤：
[0058] E1、在有时隙中断到来时，判断当前时隙是否为发射时隙，若是则进入步骤E2；否则进入步骤E3；
[0059] E2、进行发射，将NTS的索引加1，更新NTS时隙号和时隙偏置；判断当前NTS的索引是否等于Rr，若是则将当前NTS的索引置0，进入步骤E3；否则直接进入步骤E3；
[0060] E3、进行延时并判断当前时隙是否为发射时隙的前一个时隙，若是则进入步骤E4；否则返回步骤E1；
[0061] E4、将当前的时隙超时值减一，判断减一结果是否为0，若是则调用概率持续算法计算新的NTS和对应的时隙偏置，进行组帧并预约NTS，进入步骤E5；否则将时隙偏置设置为0并进行组帧，返回步骤E1；
[0062] E5、判断预约NTS是否成功，若是则随机设置3 7范围的时隙超时值，返回步骤E1；~
否则将时隙超时值设置为1，返回步骤E1。
[0063] 如图6所示，步骤C2的具体方法包括以下步骤：
[0064] C2‑1、判断当前时隙和前向标称间隔NI之间的时隙是否遍历完，若是则判定第一个NTS计算失败，等待下一个时隙并返回步骤C1；否则进入步骤C2‑2；
[0065] C2‑2、随机选择当前时隙和前向标称间隔NI之间的一个时隙作为NSSA，将NSSA与NI之和对应的时隙作为NSSB；
[0066] C2‑3、基于NSSA和NSSB，采用概率持续算法计算第一个NTS，记录该第一个NTS的时隙号和对应的发射信道号；
[0067] C2‑4、判断该第一个NTS是否选择成功，若是则将其选择成功标志flag_NTS1修改为0，进入步骤C3；否则将其选择成功标志flag_NTS1修改为1，并返回步骤C2‑1。
[0068] 如图7和图8所示，在系统运行过程中，实时检测是否出现报告率改变，若是则进入报告率改变阶段，并进行以下步骤：
[0069] F1、更新报告率Rr，获取当前状态机的状态值：
[0070] 若处于网络进入阶段或侦听阶段，直接更改报告率Rr，进入步骤F2；
[0071] 若处于第一帧阶段或连续工作阶段，则进入报告率改变阶段，并进行以下操作：
[0072] 找出下一个要发射的NTS并将其设置为标称开始时隙NSS，将NTSIndex设置为0，用Ch_txnew数组记录NSS对应的发射信道，用NTSnew数组记录NSS对应的时隙序号；采用flag_newall变量作为新的NTS选择完毕的标志，并将flag_newall变量设置为1，表示未选择完毕；将预约时隙表中与选择的NSS对应时隙状态设置为内部划分，将相邻时隙的相反信道的时隙状态设置为不可用，进入步骤F2；
[0073] 若处于报告率改变阶段，进行以下操作：
[0074] 获取距离NTSnew数组中记录的下一个NSS的时隙个数Pnew、距离下一个NTS最近的时隙个数Pmin，判断Pnew是否小于Pmin，若是则将NTSnew数组中记录的下一个NSS作为标称开始时隙，否则将下一个NTS作为标称开始时隙，将flag_newall变量设置为1，表示未选择完毕；将NTSIndex设置为0，进入步骤F2；
[0075] F2、将下一个即将发射的NTS作为新的NSS，将下一发射信道的标称开始时隙与前向标称间隔NI的和所对应的时隙作为另一信道的NSS；
[0076] F3、通过NTSnew数组和Chnew数组记录新的NTS对应所在的时隙和发射信道号；将NTS数组的第NTSIndex+X个元素赋值给NTSnew数组的第X个元素，将Ch数组的第NTSIndex+X个元素赋值给Chnew数组的第X个元素；其中NTS数组用于记录NTS；Ch数组用于记录NTS对应的发射通道；
[0077] F4、将NTSIndex设置为0，将NTSnew数组中全部NTS的设置并发送完成标志设置为未完成；
[0078] F5、当收到时隙同步中断时，判断NTSnew数组中是否还存在未完成的NTS，若是则进入步骤F6，否则进入步骤F7；
[0079] F6、判断当前时隙是否为NTSnew数组中记录的发射时隙，若是则发射位置信息并计算新选择间隔SI外的发射时隙，返回步骤S5；否则同时进入步骤F7和步骤F10；
[0080] F7、判断当前时隙是否不在新选择间隔SI且位于TxRecordNew数组记录的时隙，若是则发射位置信息，并进入步骤F8；否则返回步骤F5；其中TxRecordNew数组中记录的是目前还未发射但需要发射的NTS；
[0081] F8、判断TxRecordNew记录的时隙是否均发射完毕，若是则进入步骤F9；否则返回步骤F5；
[0082] F9、将NTSIndex设置为0，设置时隙超时值，将当前NTSnew数组中的值赋值给NTS数组，将当前Chnew数组的值赋值给Ch数组，并返回步骤S5；
[0083] F10、判断当前时隙是否为NTSnew数组中下一个将发射时隙的前一个时隙，若是则进行延时并进入步骤F11；否则不作处理；
[0084] F11、判断当前NTSIndex是否等于Rr‑1，若是则进行组帧操作并返回步骤F5；否则计算新选择间隔SI中的NTS并进行组帧操作，进入步骤F12；
[0085] F12、判断下一个时隙是否组帧成功，若是则返回步骤F5；否则返回步骤S3。
[0086] 如图9所示，步骤F11中计算新选择间隔SI中的NTS并进行组帧操作的具体方法包括以下步骤：
[0087] G1、根据NSS求出当前候选时隙NS，并更新新选择间隔SI；设置flag_NTS1new为1，表示NTSnew数组未选择完成；其中新选择间隔SI根据当前的播报率得到；
[0088] G2、判断正在发射的帧中所要发射的NTS对应的时隙号构成的数组是否遍历完，若是则进入步骤G6；否则进入步骤G3；
[0089] G3、判断未遍历到的NTS的信道和该未遍历到的NTS索引值加2后在NTSnew数组中对应的要发射的NTS的信道是否相同，若是则进入步骤G4；否则返回步骤G2；
[0090] G4、判断该未遍历到的NTS是否在新选择间隔SI中，若是则选出该未遍历到的NTS并进入步骤G5；否则返回步骤G2；
[0091] G5、用选出的遍历到的NTS更新NTSnew数组的第NTSindex+2个元素，记录相应的信道号，将flag_NTS1new设置为0，表示NTSnew数组选择完成；
[0092] G6、判断新选择间隔SI中是否存在flag_NTS1new=0，若是则进行组帧操作，进入步骤F12；否则进入步骤G7；
[0093] G7、通过概率持续算法在新选择间隔SI中求解新的NTS，判断求解是否成功，若是则进行组帧操作，进入步骤F12；否则组帧失败。
[0094] 如图10所示，步骤F6中计算新选择间隔SI外的发射时隙的具体方法包括以下步骤：
[0095] H1、将NTS的索引号加1，找出当前时隙到下一新选择间隔SI中的NTS，并全部记录在TxRecordNew数组中，将时隙超时值记为0，消息类型设置为SOTDMA；
[0096] H2、判断当前NTS的索引是否等于Rr，若是则进入步骤H3；否则结束计算新选择间隔SI外的发射时隙；
[0097] H3、将全部NTS的设置并发送完成标志设置为完成，判断TxRecordNew数组中是否无数据，若是则进入步骤H4；否则结束计算新选择间隔SI外的发射时隙；
[0098] H4、将NTSIndex设置为0，设置时隙超时值，并返回步骤S5。
[0099] 该AIS自组织时分多址网络实现装置包括：
[0100] 初始化模块，用于对系统参数进行初始化；
[0101] 侦听模块，用于监听信道并接收时隙信息，获取并标记信道时隙的使用情况；
[0102] 网络进入模块，用于选取第一个可用的NTS；其中NTS表示标称发射时隙；
[0103] 第一帧模块，用于选取同一帧中其他NTS，并进行组帧操作；
[0104] 连续工作模块，用于根据选择好的NTS和组好的帧进行SOTDMA消息的发送，持续完成AIS自组织时分多址网络实现。
[0105] 在具体实施过程中，系统自主运行状态的功能是在之前选择好的发射时隙处进行SOTDMA消息的发送，这是SOTDMA协议的默认运行阶段；系统报告率改变状态的功能是按照新的报告率重新选择发射时隙，一帧之后系统便又返回自主运行状态。当第一帧阶段、连续工作阶段、报告率变化阶段预约时隙不成功时，重新入网。
[0106] 在本发明的一个实施例中，如图11和图12所示，AIS自组织网络TDMA多址接入软件作为AIS设备的核心处理软件，其模块位于AIS系统的DSP模块内，每个时隙到来时，由FPGA为DSP提供时隙中断，并将收到的消息发送给DSP。本发明采用FPGA提供精确时钟和负责发送信号。DSP处理中断函数进行时隙预约和组帧的方式，分工合理，保证守时的准确性和工程的易实现性。本发明通过对SOTDMA中的各个状态进行分解，设置合理的状态机，外部功能和SOTDMA预约时隙模块松耦合，在SOTDMA预约时隙模块内部将计算和发送设置模块化。因此本发明易于工程化实现，调试周期短，可以有效保障时隙预约的合理性，降低时隙冲突率，提高船舶航行安全。
