CN108092693A - 一种无线组网通信的自适应信道检测方法 - Google Patents

一种无线组网通信的自适应信道检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线组网通信的自适应信道检测方法，对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统，所述的自适应信道检测方法包括：S1.时隙划分：在各节点自适应入网完成后，划分自适应信道检测帧的时隙1~时隙6；S2.信道检测：在自适应信道检测帧的时隙1~时隙2期间，对链路1‑2、链路1‑3和链路2‑3按照跳频频率表f1~fK依次自动扫描一次，检测出有干扰的跳频频率点，得到链路1‑2、链路1‑3和链路2‑3的信道检测信息；S3.信道检测信息互传：在自适应信道检测帧的时隙3~时隙6期间，节点1~3互传链路1‑2、链路1‑3和链路2‑3的信道检测信息，完成自适应信道检测。本发明有效减小了工作频带受到干扰时给组网带来的不利影响，实现了快速、准确的自适应信道检测。

Description

一种无线组网通信的自适应信道检测方法
技术领域
本发明涉及无线组网通信，特别是涉及一种无线组网通信的自适应信道检测方法。
背景技术
无线自组网是一种不依赖于任何固定基础设施的无线自组织网络， 它具有良好的移动性、抗毁性和灵活性的自组织特征，在紧急救援、会务通信等各个应用等领域具有广阔的应用前景；无线自组网在信息传输前，往往需要进行信道检测，通过信道检测结果来确定信道传输策略，因此信道检测的效率和准确性对于无线自组网通信非常重要，而在信道检测过程中，工作频带受到干扰引起节点间链路断开时，将直接影响到后续的信道传输策略制定，对组网产生不利影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无线组网通信的自适应信道检测方法，有效减小了工作频带受到干扰时给组网带来的不利影响，实现了快速、准确的自适应信道检测。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种无线组网通信的自适应信道检测方法，对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统，所述的自适应信道检测方法包括：
S1.时隙划分：将主站和从站分别看作通信节点：主站为节点1，两个从站分别为节点2和节点3，节点1与节点2之间的链路为链路1-2，节点1与节点3之间的链路为链路1-3，节点2与节点3之间的链路为链路2-3，在各节点自适应入网完成后，划分自适应信道检测帧的时隙1~时隙6；
S2.信道检测：在自适应信道检测帧的时隙1~时隙2期间，对链路1-2、链路1-3和链路2-3按照跳频频率表f1~fK依次自动扫描一次，检测出有干扰的跳频频率点，得到链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息；
S3.信道检测信息互传：在自适应信道检测帧的时隙3~时隙6期间，节点1~3互传链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息，完成自适应信道检测。
其中，所述步骤S1包括：将主站和从站分别看作通信节点：主站为节点1，两个从站分别为节点2和节点3，节点1与节点2之间的链路为链路1-2，节点1与节点3之间的链路为链路1-3，节点2与节点3之间的链路为链路2-3；在各节点自适应入网完成后，划分自适应信道检测帧的时隙1~时隙6：时隙1~时隙2为信道检测时隙，每个时隙内部包含K跳，跳频频率依次为f1~fK；时隙3~时隙4为信道检测应答中继时隙，每个时隙内部包含m跳，跳频频率依次为F1~Fm；时隙5~时隙6为信道检测应答时隙，每个时隙内部包含m跳，跳频频率依次为F1~Fm。
所述时隙1~时隙6同步头采用M序列M3。
所述跳频频率f1~fK为无线组网通信系统的固定跳频频率；所述跳频频率F1~Fm，由跳频频率f1~fK中随机选择分散于整个工作频率内m个频点来得到。
其中，所述步骤S2包括以下步骤：
S201.节点1在自适应信道检测帧中的时隙1期间，按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧进行广播，同步头序列采用M序列M3；
S202.节点2在自适应信道检测帧的时隙1期间，按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧，根据收到M3相关峰和跳频点fy序号，y=1,2,3…K，确认链路1-2中受到干扰的频点,得到链路1-2的信道检测信息；
S203.节点3在自适应信道检测帧的时隙1期间，按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧，根据收到M3相关峰和跳频点fy序号, ，y=1,2,3…K，确认链路1-3中受到干扰的频点,得到链路1-3的信道检测信息；
S204.节点2在自适应信道检测帧中的时隙2期间，按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧，同步头序列采用M序列M3；
S205.节点3在自适应信道检测帧的时隙2期间，按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的信道检测帧，根据收到M3相关峰和跳频点fy序号 ，y=1,2,3…K，可以确认链路2-3受到干扰的频点，得到链路2-3的信道检测信息。
其中，所述步骤S3包括以下子步骤：
S301.节点3在自适应信道检测帧的时隙3期间，按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-3与链路2-3的信道检测信息到节点2：
S302.节点2在自适应信道检测帧的时隙4期间，按照跳频频率F1~Fm发送链路1-2的信道检测信息到节点3；
S303.节点2在自适应信道检测帧的时隙5期间，按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1；
S304.节点3在自适应信道检测帧的时隙6期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1。
本发明的有益效果是：本发明通过时隙划分，并在划分的时隙基础上进行信道检测和检测信息互传，有效减小了工作频带受到干扰时给组网带来的不利影响，实现了快速、准确的自适应信道检测。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为节点间的链路示意图；
图3为无线组网通信系统的时帧结构示意图；
图4为自适应信道检测帧的时隙划分示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种无线组网通信的自适应信道检测方法，对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统，所述的自适应信道检测方法包括：
S1.时隙划分：将主站和从站分别看作通信节点：如图2所示，主站为节点1，两个从站分别为节点2和节点3，节点1与节点2之间的链路为链路1-2，节点1与节点3之间的链路为链路1-3，节点2与节点3之间的链路为链路2-3，在各节点自适应入网完成后，划分自适应信道检测帧的时隙1~时隙6；
S2.信道检测：在自适应信道检测帧的时隙1~时隙2期间，对链路1-2、链路1-3和链路2-3按照跳频频率表f1~fK依次自动扫描一次，检测出有干扰的跳频频率点，得到链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息；
S3.信道检测信息互传：在自适应信道检测帧的时隙3~时隙6期间，节点1~3互传链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息，完成自适应信道检测。
在本申请的实施例中，所述无线组网通信系统（由一个主站和两个从站所组成），其系统时帧结构如图3所示，系统时帧结构采用TDMA方式，由多个入网同步帧和多个超帧构成，其中入网同步帧用于节点的自适应入网，超帧用于节点间的信道检测和信息传输,每一个超帧均包括自适应检测帧、正常通信帧和空闲帧，其中自适应信道检测帧用于进行节点间的信道检测；在完成入网同步后的每个超帧中，均需要先进行自适应信道检测，再根据信道检测结果制定信道传输策略，完成该超帧时间内的节点间信号传输。
其中，所述步骤S1包括：将主站和从站分别看作通信节点：主站为节点1，两个从站分别为节点2和节点3，节点1与节点2之间的链路为链路1-2，节点1与节点3之间的链路为链路1-3，节点2与节点3之间的链路为链路2-3；在各节点自适应入网完成后，划分自适应信道检测帧的时隙1~时隙6，如图4所示，时隙1~时隙2为信道检测时隙，每个时隙内部包含K跳，跳频频率依次为f1~fK；时隙3~时隙4为信道检测应答中继时隙，每个时隙内部包含m跳，跳频频率依次为F1~Fm；时隙5~时隙6为信道检测应答时隙，每个时隙内部包含m跳，跳频频率依次为F1~Fm。
所述时隙1~时隙6同步头采用M序列M3。
所述跳频频率f1~fK为无线组网通信系统的固定跳频频率；所述跳频频率F1~Fm，由跳频频率f1~fK中随机选择分散于整个工作频率内m个频点来得到。
其中，所述步骤S2包括以下步骤：
S201.节点1在自适应信道检测帧中的时隙1期间，按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧进行广播，同步头序列采用M序列M3；
S202.节点2在自适应信道检测帧的时隙1期间，按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧，根据收到M3相关峰和跳频点fy序号，y=1,2,3…K，确认链路1-2中受到干扰的频点,得到链路1-2的信道检测信息；
S203.节点3在自适应信道检测帧的时隙1期间，按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧，根据收到M3相关峰和跳频点fy序号, ，y=1,2,3…K，确认链路1-3中受到干扰的频点,得到链路1-3的信道检测信息；
S204.节点2在自适应信道检测帧中的时隙2期间，按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧，同步头序列采用M序列M3；
S205.节点3在自适应信道检测帧的时隙2期间，按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的信道检测帧，根据收到M3相关峰和跳频点fy序号 ，y=1,2,3…K，可以确认链路2-3受到干扰的频点，得到链路2-3的信道检测信息。
其中，所述步骤S3包括以下子步骤：
S301.节点3在自适应信道检测帧的时隙3期间，按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-3与链路2-3的信道检测信息到节点2：
具体地，在自适应信道检测帧的时隙3期间，节点3以序列M3为同步头序列，填充链路1-3与链路2-3的信道检测信息，按照跳频频率F1~Fm发送给节点2；节点2在自适应信道检测帧的时隙3期间，按照跳频频率F1~Fm接收同步头序列为M3的链路1-3和链路2-3信道检测信息，自此节点2掌握了链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息。
S302.节点2在自适应信道检测帧的时隙4期间，按照跳频频率F1~Fm发送链路1-2的信道检测信息到节点3：
具体地，在自适应信道检测帧的时隙4期间，节点2以序列M3为同步序列头，填充链路1-2的信道检测信息，按照跳频频率F1~Fm发送给节点3；节点3在自适应信道检测帧的时隙4期间，按照跳频频率F1~Fm接收同步头序列为M3的链路1-2检测信息，自此，节点3掌握了链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息。
S303.节点2在自适应信道检测帧的时隙5期间，按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1；
具体地，在自适应信道检测帧的时隙5期间，节点2以序列M3为同步序列头，填充链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息，按照跳频频率F1~Fm发送给节点1，节点1在时隙5期间，按照跳频频率F1~Fm接收同步序列头为M3的链路1-2、链路1-3和链路2-3信道检测信息。
S304.节点3在自适应信道检测帧的时隙6期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1。
具体地，在自适应信道检测帧的时隙6期间，节点3以序列M3为同步序列头，填充链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息，按照跳频频率F1~Fm发送给节点1，节点1在时隙6期间，按照跳频频率F1~Fm接收同步序列头为M3的链路1-2、链路1-3和链路2-3信道检测信息。
本发明在得到各个链路的信道检测信息后，通过链路2-3，在不同的时隙实现节点2和节点3的信息互传，使得节点2和节点3掌握所有链路的信道检测信息，并且，节点2和节点3均可作为信道检测应答中继节点，也就是说，节点2和节点3在不同时隙分别向节点1传输所有链路的信道检测信息，即使链路1-2或链路2-3之一出现断路，节点1也能获取所有链路的信道检测信息。综上，本发明通过时隙划分，并在划分的时隙基础上进行信道检测和检测信息互传，有效减小了工作频带受到干扰时给组网带来的不利影响，实现了快速、准确的自适应信道检测。

Claims (6)

1.一种无线组网通信的自适应信道检测方法，其特征在于：对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统，所述的自适应信道检测方法包括：
S1.时隙划分：将主站和从站分别看作通信节点：主站为节点1，两个从站分别为节点2和节点3，节点1与节点2之间的链路为链路1-2，节点1与节点3之间的链路为链路1-3，节点2与节点3之间的链路为链路2-3，在各节点自适应入网完成后，划分自适应信道检测帧的时隙1~时隙6；
S2.信道检测：在自适应信道检测帧的时隙1~时隙2期间，对链路1-2、链路1-3和链路2-3按照跳频频率表f1~fK依次自动扫描一次，检测出有干扰的跳频频率点，得到链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息；
S3.信道检测信息互传：在自适应信道检测帧的时隙3~时隙6期间，节点1~3互传链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息，完成自适应信道检测。
2.根据权利要求1所述的一种无线组网通信的自适应信道检测方法，其特征在于：所述步骤S1包括：将主站和从站分别看作通信节点：主站为节点1，两个从站分别为节点2和节点3，节点1与节点2之间的链路为链路1-2，节点1与节点3之间的链路为链路1-3，节点2与节点3之间的链路为链路2-3；在各节点自适应入网完成后，划分自适应信道检测帧的时隙1~时隙6：时隙1~时隙2为信道检测时隙，每个时隙内部包含K跳，跳频频率依次为f1~fK；时隙3~时隙4为信道检测应答中继时隙，每个时隙内部包含m跳，跳频频率依次为F1~Fm；时隙5~时隙6为信道检测应答时隙，每个时隙内部包含m跳，跳频频率依次为F1~Fm。
3.根据权利要求2所述的一种无线组网通信的自适应信道检测方法，其特征在于：所述时隙1~时隙6同步头采用M序列M3。
4.根据权利要求2所述的一种无线组网通信的自适应信道检测方法，其特征在于：所述跳频频率f1~fK为无线组网通信系统的固定跳频频率；所述跳频频率F1~Fm，由跳频频率f1~fK中随机选择分散于整个工作频率内m个频点来得到。
5.根据权利要求1所述的一种无线组网通信的自适应信道检测方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：
S201.节点1在自适应信道检测帧中的时隙1期间，按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧进行广播，同步头序列采用M序列M3；
S202.节点2在自适应信道检测帧的时隙1期间，按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧，根据收到M3相关峰和跳频点fy序号，y=1,2,3…K，确认链路1-2中受到干扰的频点,得到链路1-2的信道检测信息；
S203.节点3在自适应信道检测帧的时隙1期间，按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧，根据收到M3相关峰和跳频点fy序号, ，y=1,2,3…K，确认链路1-3中受到干扰的频点,得到链路1-3的信道检测信息；
S204.节点2在自适应信道检测帧中的时隙2期间，按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧，同步头序列采用M序列M3；
S205.节点3在自适应信道检测帧的时隙2期间，按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的信道检测帧，根据收到M3相关峰和跳频点fy序号，y=1,2,3…K，确认链路2-3受到干扰的频点，得到链路2-3的信道检测信息。
6.根据权利要求1所述的一种无线组网通信的自适应信道检测方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下子步骤：
S301.节点3在自适应信道检测帧的时隙3期间，按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-3与链路2-3的信道检测信息到节点2：
S302.节点2在自适应信道检测帧的时隙4期间，按照跳频频率F1~Fm发送链路1-2的信道检测信息到节点3；
S303.节点2在自适应信道检测帧的时隙5期间，按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1；
S304.节点3在自适应信道检测帧的时隙6期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1。
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