CN114205426B - 一种无线自组织网的帧结构、节点及节点通讯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线自组织网的帧结构,该结构包括:超帧,其包括16个帧、且长度为16ms;每个帧长度为1ms,每个帧包含28个符号;P符号用于节点间的同步检测;S符号包括节点间交互网络维护的必要信息、资源协商信息和高优先级业务数据;D符号用于节点间的业务交互;G符号用于节点间预留的收发切换的时间保护间隔。本发明可明确区分是系统外干扰还是本系统其他节点的有效数据,进一步可在系统中存在较严重干扰时仍能正常工作;另一方面,通过对系统帧中静态域和动态域的不同配置,可灵活支持不同规模的节点,可支持高达128个节点同时工作。
Description
技术领域
本发明涉及无线自组网MESH的系统帧结构领域,特别涉及一种无线自组织网系统的帧结构、节点及节点通讯方法。
背景技术
无线自组织网络,是一种无线多跳网络,可以与其它网络协同通信,是一个动态的可以不断扩展的网络架构,网络中的任意的两个设备均可以保持无线互联。目前的无线自组织网络技术为基于WIFI的载波侦听机制,检测无线信道是否空闲,如果空闲则用于本节点发送数据,非空闲则等待。NR(New Radio,新空口)是由3GPP(The 3rd GenerationPartnership Project,第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(Universal MobileTelecommunications System,通用移动通信系统)技术标准的长期演进。NR中定义帧(radios frame)的长度为10ms,每帧分为同样的两个半帧(halfframe),每个半帧为5ms,每帧又可以分为10个子帧(subframe)。时隙(slot),在NR系统中时隙长度取决于子载波间隔,30KHz子载波间隔时,一个slot的长度为0.5ms。符号(symbol),每个slot包含14个符号。
目前的无线自组网技术为基于WIFI的载波侦听技术,优势为少量节点和简单组网业务下,简单易用,无线效率较高;但节点数多和网络中存在干扰时,将无法工作。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种无线自组织网的帧结构、节点及节点通讯方法。
本发明实施例提供一种无线自组织网系统的帧结构,包括:超帧,其包括16个帧、且长度为16ms;每个所述帧长度为1ms,每个所述帧包含28个符号;所述符号包括:P符号、S符号、D符号、G符号;
所述P符号为包含同步信息的符号,其包括的内容借鉴新空口NR的主同步PSS和辅同步SSS,用于节点间的同步检测;
所述S符号为静态域符号,每个所述P符号之后的静态域符号为一个静态域块;所述静态域块包括节点间交互网络维护的必要信息、资源协商信息和高优先级业务数据,且所述静态域块的物理信道和新空口NR的PDSCH格式保持一致;
所述D符号为动态域符号,连续的动态域符号为动态域块;所述动态域块的物理信道和新空口NR的PDSCH格式保持一致,且所述动态域块用于节点间的业务交互;
所述G符号为保留符号,连续的保留符号为保留域块;用于节点间预留的收发切换的时间保护间隔。
进一步地,所述符号为静态域和动态域的最小粒度。
进一步地,所述帧的配置包括:28个符号全部都是动态域的帧配置。
进一步地,所述帧的配置包括:28个符号中保留域为3个符号的帧配置。
进一步地,所述帧的配置包括:28个符号中保留域为2个符号的帧配置。
进一步地,所述帧的配置包括:28个符号中保留域为1个符号的帧配置。
进一步地,本发明实施例提供的一种基于无线自组织网帧结构的节点,包括:
每个自组网节点有一个组网内唯一的ID,ID从0开始递增,不超过网内支持的最大节点数;其中,最大4个节点,FrameConfigIndex为5;
所述节点的P符号资源分配过程:超帧内的P符号资源按照超帧内的顺序编号分别为P0,P1,P2,…,P30,P3,自组网节点i发送同步信息的符号资源为Px∈Index Mod i==0,Index∈[0,31];
静态域资源分配过程和P符号资源分配过程相同;
动态域资源通过资源的申请和授权协商分配,协商的相关消息通过静态域发送。
进一步地,本发明实施例提供的一种基于无线自组织网帧结构的节点通讯方法,其特征在于,包括:
节点1搜索到节点0的同步信息;
节点1使用静态域发送接入请求信息;
节点0使用静态域发送接入成功信息;
节点0向节点1申请动态域资源使用;
节点1向节点0授权动态域资源信息;
节点0使用动态域资源,向节点1发送数据。
本发明实施例提供的上述无线自组织网的帧结构、节点及节点通讯方法,与现有技术相比,其有益效果如下:
本发明基于NR的系统帧结构设计,为同步系统设计;系统根据同步信号的检测,接收此节点发出的公共信息和资源使用信息,用以协商节点间的资源使用和干扰协调;本发明设计的帧结构,包括静态域和动态域,静态域静态分配给某个节点周期使用,动态域为节点间协商使用。本发明可明确区分是系统外干扰还是本系统其他节点的有效数据,进一步可在系统中存在较严重干扰时仍能正常工作;另一方面,通过对系统帧中静态域和动态域的不同配置,可灵活支持不同规模的节点,可支持高达128个节点同时工作。
附图说明
图1为一个实施例中提供的超帧结构示意图;
图2为一个实施例中提供的节点工作过程结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
参见图1,一个实施例中提供的一种无线自组织网的帧结构,该结构包括:
超帧:超帧包含16个帧;长度为16ms。
帧:每个帧长度为1ms,每帧包含28个符号。
符号:静态域和动态域的最小粒度为符号。
符号中,P(Preamble)符号为包含同步信息的符号;S(Static)符号为静态域符号;D(Dynamic)符号为动态域符号;G(Gap)符号为系统的保留符号。P符号中包含的内容借鉴NR的主辅同步(PSS,和SSS),用于节点间的同步检测。每个P符号之后的静态域符号为一个静态域块;连续的动态域符号为动态域块;连续的保留符号为保留域块。静态域块用于节点间交互网络维护的必要信息,资源协商信息和高优先级业务数据。静态域块的物理信道借鉴NR的PDSCH格式,和NR的PDSCH保持一致。动态域块用于节点间的业务交互。动态域块的物理信道借鉴NR的PDSCH格式,和NR的PDSCH保持一致。保留域块用于节点间预留的收发切换的时间保护间隔。
在图1中,SuperFrame为超帧,包含16个帧(Frame)。对应的,每个帧包含28个符号。进一步,帧的配置如下表1、表2、表3、表4所示:
表1全部都是动态域的帧配置
表2保留域为3个符号的帧配置
表3保留域为2个符号的的帧配置
表4保留域为1个符号的的帧配置
一个实施例中,提供的一种基于无线自组织网帧结构的节点,该节点包括:
每个自组网节点会有一个组网内唯一的ID。ID从0开始递增,不超过网内支持的最大节点数。同步符号资源分配过程(最大4个节点,Frame Config Index为5):超帧内的P资源按照超帧内的顺序编号分别为P0,P1,P2,…,P30,P31。自组网节点i的发送同步信息的符号资源为Px∈Index Mod i==0,Index∈[0,31];静态域资源的分配方法和同步符号资源相同。动态域资源通过资源的申请和授权协商分配,协商的相关消息通过静态域发送。按照本系统帧配置,系统最大支持节点数可达128个。可根据节点数和业务类型动态的配置系统帧结构,满足多种场景需求。在干扰带宽为系统工作带宽50%,干信比为15dB时,系统仍能有效工作。
参见图2,一个实施例中,提供的一种基于无线自组织网帧结构的节点通讯方法,该节点工作过程如下:
(1)节点1搜索到节点0的同步信息。
(2)节点1使用静态域发送接入请求信息。
(3)节点0使用静态域发送接入成功信息。
(4)节点0向节点1申请动态域资源使用。
(5)节点1向节点0授权动态域资源信息。
(6)节点0使用动态域资源,向节点1发送数据。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。还有,以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种无线自组织网的帧结构,其特征在于,包括:超帧,其包括16个帧、且长度为16ms;每个所述帧长度为1ms,每个所述帧包含28个符号;所述符号包括:P符号、S符号、D符号、G符号;
所述P符号为包含同步信息的符号,其包括的内容借鉴新空口NR的主同步PSS和辅同步SSS,用于节点间的同步检测;
所述S符号为静态域符号,每个所述P符号之后的静态域符号为一个静态域块;所述静态域块包括节点间交互网络维护的必要信息、资源协商信息和高优先级业务数据,且所述静态域块的物理信道和新空口NR的PDSCH格式保持一致;
所述D符号为动态域符号,连续的动态域符号为动态域块;所述动态域块的物理信道和新空口NR的PDSCH格式保持一致,且所述动态域块用于节点间的业务交互;
所述G符号为保留符号,连续的保留符号为保留域块;用于节点间预留的收发切换的时间保护间隔。
2.如权利要求1所述的无线自组织网的帧结构,其特征在于,所述符号为静态域和动态域的最小粒度。
3.如权利要求1所述的无线自组织网的帧结构,其特征在于,所述帧的配置包括:28个符号全部都是动态域的帧配置。
4.如权利要求1所述的无线自组织网的帧结构,其特征在于,所述帧的配置包括:28个符号中保留域为3个符号的帧配置。
5.如权利要求1所述的无线自组织网的帧结构,其特征在于,所述帧的配置包括:28个符号中保留域为2个符号的帧配置。
6.如权利要求1所述的无线自组织网的帧结构,其特征在于,所述帧的配置包括:28个符号中保留域为1个符号的帧配置。
7.一种基于权利要求1~6任一项所述的无线自组织网的帧结构的节点,其特征在于,包括:
每个自组网节点有一个组网内唯一的ID,ID从0开始递增,不超过网内支持的最大节点数;其中,最大4个节点,FrameConfigIndex为5;
所述节点的P符号资源分配过程:超帧内的P符号资源按照超帧内的顺序编号分别为P0,P1,P2,…,P30,P3,自组网节点i发送同步信息的符号资源为Px∈Index Mod i==0,Index∈[0,31];
静态域资源分配过程和P符号资源分配过程相同;
动态域资源通过资源的申请和授权协商分配,协商的相关消息通过静态域发送。
8.一种基于权利要求7所述的无线自组织网的帧结构的节点通讯方法,其特征在于,包括:
节点1搜索到节点0的同步信息;
节点1使用静态域发送接入请求信息;
节点0使用静态域发送接入成功信息;
节点0向节点1申请动态域资源使用;
节点1向节点0授权动态域资源信息;
节点0使用动态域资源,向节点1发送数据。
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