CN112333740A - 适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法，包括：在异步自组网广播通信中，接收机每隔预设休眠时间唤醒，对数据帧进行检测；数据帧包括起始帧和语音帧，每组语音帧前增加预设数量的起始帧，每个起始帧中包含起始帧计数值信息以记录该起始帧位置；在跳频通信中，每隔数据帧中起始帧总时长唤醒一次，唤醒一个起始帧时长，若检测到数据帧则继续解调，若未检测到则进入休眠状态；在中继转发通信中，至少每隔数据帧中的起始帧数量与中继转发最多支持跳数的比值数量个起始帧的时长唤醒一次，唤醒一个起始帧时长。通过本发明的技术方案，节点空闲状态下休眠，节省了功耗，有效延长了网络生存时间，提高了网络吞吐量。

Description

适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法
技术领域
本发明涉及广播通信技术领域，尤其涉及一种适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法。
背景技术
移动通信系统按其所服务的范围来分，可以分为专用移动通信系统和公用通信通信系统，公共移动通信是一种包含很广的移动通信系统，它有多种体制，其中最重要的是蜂窝移动通信系统。而专用移动通信系统最早则是有对讲机发展而来的，后来把对讲机的频率集中起来为更多的用户共用。
无线自组网是一种特殊结构的无线通信网络,其通信依靠节点之间的相互协作,以无线多跳方式完成,因此网络不依赖于任何固定设施,具有自组织和自管理的特性.这种特殊的组网方式使得无线自组网不仅适用于军用通信,也适用于环境监测,灾后现场临时通信等民用通信领域.然而,动态的网络拓扑给无线自组网的路由设计提出了严峻的挑战。
目前很多自组网系统是有中心节站的集群通信系统，主要应用于大的企业、团体、单位，需要建设大量的基础通信设施，费用也非常昂贵。整个网络基于该中心进行同步，路由协调等操作。另外整个系统都要时刻保持同步状态，每个节点都要保证基于中心节点进行同步。
这种有中心的无线通信系统由多个终端节点组网构成，终端的随机移动、节点的随时开机和关机、无线发信装置发送功率的变化、无线信道间的相互干扰以及地形等综合因素的影响，终端间通过无线信道形成的网络拓扑结构随时可能发生变化，而且变化的方式和速度都是不可预测的。这种不可预测性对于自组网的可靠性会造成影响。
相对于有中心的无线通信自组网系统，无中心自组网技术(也叫做mesh network或者ad hoc network)，是一种以所有节点“平等、独立”为原则的组网技术。节点之间不存在依赖关系，相互之间通过协商来进行组网和数据传输。假如在该系统中，节点之间进行通信之前没有进行握手流程，节点之间都仅仅是利用广播信道进行通信，也就是说每个节点发射信号，是直接进行发射信号，不事先与目标节点进行握手，那么该系统可以称为广播的异步的系统。
另外，休眠管理作为自组网中节省能量的一种有效方法，正在被广泛的关注.休眠管理通过关闭节点射频，减少空闲状态能量消耗，有效延长了网络生存时间，提高了网络吞吐量。
但在无中心的广播的异步自组网中，因为接收机不知道发射机何时开始发送语音信号，所以接收机在空闲状态需要一直打开RF和基带，进行能量检测或者同步操作，以免错过某次语音通话。特别是对于跳频通信系统而言，假如接收机错过了起始频点的信号帧，那么此次语音通话很有可能就全部接收不到了。这样对于每个节点而言，RF和基带基本没有关闭的时间，功耗就会比较大，减少了网络生存时间。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法，针对休眠需求，在每组数据帧的语音帧前增加N个起始帧，起始帧中包含用于记录起始帧位置的起始帧计数值信息，使得接收机在跳频通信中，每间隔N个起始帧总时长唤醒一次进行检测，在中继转发通信中，中继转发最多支持M跳的情况下，至少间隔(N/M)个起始帧时长唤醒一次进行检测，在未检测到数据帧时进入休眠，从而在保证不会漏检的情况下最大限度保证自组网节点的休眠时间，在空闲状态下不需要一直打开RF和基带，节省功耗，有效延长网络生存时间，提高网络吞吐量。
为实现上述目的，本发明提供了一种适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法，包括：在无中心的异步自组网广播通信中，接收机根据通信方式每隔预设休眠时间唤醒，以对发射机发送的数据帧进行检测；所述数据帧包括起始帧和语音帧，每组所述语音帧前增加预设数量的起始帧，每个所述起始帧中包含起始帧计数值信息以记录该起始帧位置；所述通信方式包括跳频通信和中继转发通信，在跳频通信中，所述接收机每隔所述数据帧中所述起始帧总时长唤醒一次，唤醒时间为一个起始帧时长，若唤醒时间内检测到所述数据帧则继续解调，若未检测到则进入休眠状态，预设数量减一个所述起始帧的时长后再次唤醒；在中继转发通信中，所述接收机至少每隔所述数据帧中的起始帧数量与中继转发最多支持跳数的比值数量个所述起始帧的时长唤醒一次，唤醒时间为一个起始帧时长。
在上述技术方案中，优选地，所述起始帧的时长与所述语音帧的时长相同。
在上述技术方案中，优选地，所述起始帧计数值信息为从0开始计数的自然数，所述数据帧的起始帧按照所述起始帧计数值信息由小至大的顺序排列。
在上述技术方案中，优选地，在跳频通信中，所述起始帧保持在起始频点。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：针对休眠需求，在每组数据帧的语音帧前增加N个起始帧，起始帧中包含用于记录起始帧位置的起始帧计数值信息，使得接收机在跳频通信中，每间隔N个起始帧总时长唤醒一次进行检测，在中继转发通信中，中继转发最多支持M跳的情况下，至少间隔(N/M)个起始帧时长唤醒一次进行检测，在未检测到数据帧时进入休眠，从而在保证不会漏检的情况下最大限度保证了自组网节点的休眠时间，在空闲状态下不需要一直打开RF和基带，节省了功耗，有效延长了网络生存时间，提高了网络吞吐量。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法的数据帧机构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
根据本发明提供的一种适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法，包括：在无中心的异步自组网广播通信中，接收机根据通信方式每隔预设休眠时间唤醒，以对发射机发送的数据帧进行检测；数据帧包括起始帧和语音帧，每组语音帧前增加预设数量的起始帧，每个起始帧中包含起始帧计数值信息以记录该起始帧位置；通信方式包括跳频通信和中继转发通信，在跳频通信中，接收机每隔数据帧中起始帧总时长唤醒一次，唤醒时间为一个起始帧时长，若唤醒时间内检测到数据帧则继续解调，若未检测到则进入休眠状态，预设数量减一个起始帧的时长后再次唤醒；在中继转发通信中，接收机至少每隔数据帧中的起始帧数量与中继转发最多支持跳数的比值数量个起始帧的时长唤醒一次，唤醒时间为一个起始帧时长。
在该实施例中，针对休眠需求，在每组数据帧的语音帧前增加N个起始帧，起始帧中包含用于记录起始帧位置的起始帧计数值信息，使得接收机在跳频通信中，每间隔N个起始帧总时长唤醒一次进行检测，在中继转发通信中，中继转发最多支持M跳的情况下，至少间隔(N/M)个起始帧时长唤醒一次进行检测，在未检测到数据帧时进入休眠，从而在保证不会漏检的情况下最大限度保证了自组网节点的休眠时间，在空闲状态下不需要一直打开RF和基带，节省了功耗，有效延长了网络生存时间，提高了网络吞吐量。
具体地，在每组语音帧前增加了N个起始帧，该起始帧中包含了起始帧计数值信息，用于记录当前起始帧是第几个起始帧，这样接收机可以每N个帧时间醒来检测1个帧时间就可以了，假如检测到了，就继续解调该次语音通话的后续数据帧；假如检测不到，就进入休眠，(N-1)个帧时间后再唤醒来进行检测。
其中，在中继转发通信的自组网中，假如自组网最多支持M跳，每次语音帧前增加N个起始帧，则为了保证每一跳的节点都可以顺利检测到起始帧，接收机至少需要每(N/M)个起始帧时间醒来1个起始帧时间进行能量检测。
在上述实施例中，优选地，起始帧的时长与语音帧的时长相同。
在上述实施例中，优选地，起始帧计数值信息为从0开始计数的自然数，数据帧的起始帧按照起始帧计数值信息由小至大的顺序排列。
在上述实施例中，优选地，在跳频通信中，起始帧保持在起始频点。
具体地，假设在无中心异步自组网系统中，帧时间为60ms，则一次语音通话的数据帧结构如图1所示。
如图1所示，与传统语音数据帧结构相比较，本发明提出的适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法中，数据帧结构在语音帧前面增加了N＝32个起始帧，起始帧长和语音帧长相同，都是60ms。起始帧里包含了起始帧计数值，其范围为0～N-1。这样所有起始帧的总时间为32×60ms＝1920ms。
假如在跳频通信系统里，为了保证接收节点可以正确接收解调起始帧，起始帧需要保持在起始频点。那么接收机每N＝32个帧时间(1920ms)，唤醒一次，检测1个帧时间(60ms)即可。假如检测到了，就继续解调该次语音通话的后续数据帧；假如检测不到，就进入休眠，(N-1)个帧时间(1860ms)后再唤醒接收机进行检测。
在中继转发通信的异步自组网中，假如自组网最多支持M跳，本发明每次语音帧前增加N个起始帧，为了保证每一跳的节点都可以顺利检测到起始帧，接收机至少需要每(N/M)个起始帧时间醒来1个起始帧时间进行能量检测。例如，假如自组网系统最多支持中继转发4跳，接收机至少需要每8个起始帧时间(480ms)醒来1个帧时间(60ms)进行能量检测。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法，其特征在于，包括：
在无中心的异步自组网广播通信中，接收机根据通信方式每隔预设休眠时间唤醒，以对发射机发送的数据帧进行检测；
所述数据帧包括起始帧和语音帧，每组所述语音帧前增加预设数量的起始帧，每个所述起始帧中包含起始帧计数值信息以记录该起始帧位置；
所述通信方式包括跳频通信和中继转发通信，在跳频通信中，所述接收机每隔所述数据帧中所述起始帧总时长唤醒一次，唤醒时间为一个起始帧时长，若唤醒时间内检测到所述数据帧则继续解调，若未检测到则进入休眠状态，预设数量减一个所述起始帧的时长后再次唤醒；
在中继转发通信中，所述接收机至少每隔所述数据帧中的起始帧数量与中继转发最多支持跳数的比值数量个所述起始帧的时长唤醒一次，唤醒时间为一个起始帧时长。
2.根据权利要求1所述的适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法，其特征在于，所述起始帧的时长与所述语音帧的时长相同。
3.根据权利要求1所述的适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法，其特征在于，所述起始帧计数值信息为从0开始计数的自然数，所述数据帧的起始帧按照所述起始帧计数值信息由小至大的顺序排列。
4.根据权利要求1所述的适用于广播的无中心异步自组网的休眠方法，其特征在于，在跳频通信中，所述起始帧保持在起始频点。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060131049A (ko) * 2005-06-15 2006-12-20 삼성전자주식회사 무선통신시스템에서 전력 절약 장치 및 방법
CN101404602A (zh) * 2008-11-04 2009-04-08 南京航空航天大学 一种适用于多跳ad hoc网络的DCF协议节点自适应休眠机制
WO2010134090A1 (en) * 2009-05-22 2010-11-25 Praveen Kumar Data transfer in large network in efficient manner
CN104092523A (zh) * 2014-07-30 2014-10-08 东南大学 一种无线传感器网络多流竞争场景下的数据传输方法
CN104202803A (zh) * 2014-08-30 2014-12-10 北方工业大学 一种基于无线传感器网络的节能mac协议通信方法
CN109714812A (zh) * 2019-01-07 2019-05-03 西安电子科技大学 基于tdma的低功耗分布式介质访问控制方法
CN111801900A (zh) * 2018-03-05 2020-10-20 高通股份有限公司 唤醒无线电单元发射分集

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060131049A (ko) * 2005-06-15 2006-12-20 삼성전자주식회사 무선통신시스템에서 전력 절약 장치 및 방법
CN101404602A (zh) * 2008-11-04 2009-04-08 南京航空航天大学 一种适用于多跳ad hoc网络的DCF协议节点自适应休眠机制
WO2010134090A1 (en) * 2009-05-22 2010-11-25 Praveen Kumar Data transfer in large network in efficient manner
CN104092523A (zh) * 2014-07-30 2014-10-08 东南大学 一种无线传感器网络多流竞争场景下的数据传输方法
CN104202803A (zh) * 2014-08-30 2014-12-10 北方工业大学 一种基于无线传感器网络的节能mac协议通信方法
CN111801900A (zh) * 2018-03-05 2020-10-20 高通股份有限公司 唤醒无线电单元发射分集
CN109714812A (zh) * 2019-01-07 2019-05-03 西安电子科技大学 基于tdma的低功耗分布式介质访问控制方法

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