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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