CN108093460A - 一种无线组网通信的自适应入网方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线组网通信的自适应入网方法，对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统，所述自适应入网方法包括：S1.时隙划分：将主站作为节点1，两个从站分别作为节点2和节点3，划分入网同步帧时隙1~时隙7；S2.命令广播：节点1按照跳频频率进行命令广播报文发送；S3.命令中继：节点2与节点3分别上电后，进行命令广播报文侦听和命令中继报文发送；S4.应答中继：节点2或节点3进行中继应答报文发送；S5.入网应答：节点2或节点3向节点1发送入网应答报文；S6.组网判断：根据节点1接收到的入网应答报文，判断组网是否成功。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入网。

Description

一种无线组网通信的自适应入网方法
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入网方法。
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；基于TDMA方式组网要正常工作，必须建立网络同步，使网络单元工作在同一时间基准上，站点的时隙必须与时间基准同步，利用时间的正交性实现信道共享，网内各个站点按照时隙方式工作，不存在发生碰撞和相互竞争问题；入网同步是终端参与到网络通信不可或缺的步骤，就目前而言，在无线自组网通信过程中，可能会出现工作频带受到干扰的情况，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入网方法，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入网。
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入网方法，对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统，所述自适应入网方法包括以下步骤：
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上电后，划分入网同步帧的时隙1~时隙7，并确定节点通信的跳频频率F1~Fm；
S2.命令广播：节点1在时隙1期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令广播报文0x01；
S3.命令中继：节点2与节点3分别上电后，不断侦听节点1入网命令广播报文0x01；若节点2接收到节点1的入网命令广播报文0x01，则在时隙2按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点3；若节点3接收到节点1的入网命令广播报文0x01，则在时隙3按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点2；
S4.应答中继：若节点3在时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01，或是在时隙2期间接收到入网命令中继报文0x02，则节点3在时隙4期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点2；若节点2在时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01，或是在时隙3期间接收到入网命令中继报文0x02，则在时隙5期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点3；
S5.入网应答：节点2如果在时隙4期间接收到节点3的入网应答中继报文0x03，则节点2在时隙6按照跳频频率F1~Fm，依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1；节点3如果在时隙5期间接收到节点2的入网应答中继报文0x03，则节点3在时隙7按照跳频频率F1~Fm，依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1；
S6.组网判断：根据节点1接收到的入网应答报文，判断节点1组网是否成功，并在组网未成功时，返回步骤S1继续划分时隙。
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；并在节点1上电后，划分入网同步帧时隙1~时隙7：时隙1为命令广播时隙；时隙2~时隙3为命令中继时隙；时隙4~时隙5为应答中继时隙；时隙6~时隙7为应答时隙；每个时隙内部包含m跳，跳频频率依次为F1~Fm。优选地，所述跳频频率F1~Fm，由节点1从无线组网通信系统的K个跳频频率f1~fK中，随机选择分散于整个工作频率内m个频点来得到。
所述时隙1~时隙3同步头采用M序列M1，时隙4~时隙7同步头采用M序列M2。所述步骤S4中，节点2与节点3侦听节点1入网命令广播报文0x01的过程包括：节点2与节点3分别守候在F1接收M1序列相关峰，如果超过1个入网同步帧时间还没有收到M1相关峰，则表示频点F1被干扰或频点不是F1，需改用另一频点F2接收M1序列相关峰，直到节点2或节点3在频点Fx，x=1,2,…m处接收到M1相关峰后，节点2或节点3开始入网。
所述步骤S6中组网判断的过程如下：
若节点1既没有在时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文0x04，也没有在时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文，则组网未成功，返回步骤S1继续划分时隙；
若节点1在时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文0x04，或是在时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文，则节点2和节点3均已入网，组网成功。
本发明的有益效果是：在各个节点之间均按照跳频频率F1~Fm进行报文收发，任意两个节点间，只要能够保证跳频频率F1~Fm中至少一个频点通路，即可保证报文收发的畅通，节点间断路的可能性明显降低；由于跳频频率F1~Fm随机选择分散于整个工作频率内，故而跳频频率覆盖的工作带宽较大，减小了断路的可能性；并且在不同的时隙上，节点2和节点3均可作为自适应入网中继，在其中一个节点与节点1之间工作频带受到干扰而形成通信断路时，依然可以通过另一个节点作为中继，进而实现自适应入网，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入网。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为无线组网通信系统的时帧结构示意图；
图3为入网同步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入网方法，对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统，所述自适应入网方法包括以下步骤：
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上电后，划分入网同步帧的时隙1~时隙7，并确定节点通信的跳频频率F1~Fm；
S2.命令广播：节点1在时隙1期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令广播报文0x01；
S3.命令中继：节点2与节点3分别上电后，不断侦听节点1入网命令广播报文0x01；若节点2接收到节点1的入网命令广播报文0x01，则在时隙2按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点3；若节点3接收到节点1的入网命令广播报文0x01，则在时隙3按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点2；
S4.应答中继：若节点3在时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01，或是在时隙2期间接收到入网命令中继报文0x02，则节点3在时隙4期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点2；若节点2在时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01，或是在时隙3期间接收到入网命令中继报文0x02，则在时隙5期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点3；
S5.入网应答：节点2如果在时隙4期间接收到节点3的入网应答中继报文0x03，则节点2在时隙6按照跳频频率F1~Fm，依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1；节点3如果在时隙5期间接收到节点2的入网应答中继报文0x03，则节点3在时隙7按照跳频频率F1~Fm，依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1；
S6.组网判断：根据节点1接收到的入网应答报文，判断节点1组网是否成功，并在组网未成功时，返回步骤S1继续划分时隙。
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2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息传输。
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；并在节点1上电后，划分入网同步帧的时隙1~时隙7，如图3所示：时隙1为命令广播时隙；时隙2~时隙3为命令中继时隙；时隙4~时隙5为应答中继时隙；时隙6~时隙7为应答时隙；每个时隙内部包含m跳，跳频频率依次为F1~Fm。优选地，所述跳频频率F1~Fm，由节点1从无线组网通信系统的K个跳频频率f1~fK中，随机选择分散于整个工作频率内m个频点来得到。
所述时隙1~时隙3同步头采用M序列M1，时隙4~时隙7同步头采用M序列M2。所述步骤S4中，节点2与节点3侦听节点1入网命令广播报文0x01的过程包括：节点2与节点3分别守候在F1接收M1序列相关峰，如果超过1个入网同步帧时间还没有收到M1相关峰，则表示频点F1被干扰或频点不是F1，需改用另一频点F2接收M1序列相关峰，直到节点2或节点3在频点Fx，x=1,2,…m处接收到M1相关峰后，节点2或节点3开始入网。
所述步骤S6中组网判断的过程如下：
若节点1既没有在时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文，也没有在时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文，则组网未成功，返回步骤S1继续划分时隙；
若节点1在时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文，或是在时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文，则节点2和节点3均已入网，组网成功。
综上，在各个节点之间均按照跳频频率F1~Fm进行报文收发，任意两个节点间，只要能够保证跳频频率F1~Fm中至少一个频点通路，即可保证报文收发的畅通，节点间断路的可能性明显降低；由于跳频频率F1~Fm随机选择分散于整个工作频率内，故而跳频频率覆盖的工作带宽较大，减小了断路的可能性；并且节点2和节点3均可作为自适应入网中继，在其中一个节点与节点1之间工作频带受到干扰而形成通信断路时，依然可以通过另一个节点作为中继，进而实现自适应入网，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入网。

Claims (6)

1.一种无线组网通信的自适应入网方法，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，所述自适应入网方法包括以下步骤：
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上电后，划分入网同步帧的时隙1~时隙7，并确定节点通信的跳频频率F1~Fm；
S2.命令广播：节点1在时隙1期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令广播报文0x01；
S3.命令中继：节点2与节点3分别上电后，不断侦听节点1入网命令广播报文0x01；若节点2接收到节点1的入网命令广播报文0x01，则在时隙2按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点3；若节点3接收到节点1的入网命令广播报文0x01，则在时隙3按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点2；
S4.应答中继：若节点3在时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01，或是在时隙2期间接收到入网命令中继报文0x02，则节点3在时隙4期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点2；若节点2在时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01，或是在时隙3期间接收到入网命令中继报文0x02，则在时隙5期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点3；
S5.入网应答：节点2如果在时隙4期间接收到节点3的入网应答中继报文0x03，则节点2在时隙6按照跳频频率F1~Fm，依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1；节点3如果在时隙5期间接收到节点2的入网应答中继报文0x03，则节点3在时隙7按照跳频频率F1~Fm，依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1；
S6.组网判断：根据节点1接收到的入网应答报文，判断节点1组网是否成功，并在组网未成功时，返回步骤S1继续划分时隙。
2.根据权利要求1所述的一种无线组网通信的自适应入网方法，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；并在节点1上电后，划分入网同步帧时隙1~时隙7：时隙1为命令广播时隙；时隙2~时隙3为命令中继时隙；时隙4~时隙5为应答中继时隙；时隙6~时隙7为应答时隙；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入网方法，其特征在于：所述时隙1~时隙3同步头采用M序列M1，时隙4~时隙7同步头采用M序列M2。
4.根据权利要求3所述的一种无线组网通信的自适应入网方法，其特征在于：所述步骤S4中，节点2与节点3侦听节点1入网命令广播报文0x01的过程包括：节点2与节点3分别守候在F1接收M1序列相关峰，如果超过1个入网同步帧时间还没有收到M1相关峰，则表示频点F1被干扰或频点不是F1，需改用另一频点F2接收M1序列相关峰，直到节点2或节点3在频点Fx，x=1,2,…m处接收到M1相关峰后，节点2或节点3开始入网。
5.根据权利要求1所述的一种无线组网通信的自适应入网方法，其特征在于：所述步骤S6中组网判断的过程如下：
若节点1既没有在时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文0x04，也没有在时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文，则组网未成功，返回步骤S1继续划分时隙；
若节点1在时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文0x04，或是在时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文，则节点2和节点3均已入网，组网成功。
6.根据权利要求1所述的一种无线组网通信的自适应入网方法，其特征在于：所述跳频频率F1~Fm，由节点1从无线组网通信系统的K个跳频频率f1~fK中，随机选择分散于整个工作频率内m个频点来得到。
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