CN114286350A - 一种tdma无线自组网分叉组网方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种TDMA无线自组网分叉组网方法，包括以下步骤：S1：主路径各节点发射携带有需要建立分支的信息的分支信标；S2：未成为中转节点的移动台扫描接收分支信标并决定是否向发出该分支信标的节点申请成为分支的首节点；S3：发出分支信标的节点接收各个不同移动台发出的申请成为分支首节点的申请信标，并在这些移动台中选择分支的首节点；S4：被选定的分支首节点选择并广播业务频率。本发明的优点是：未成为中转节点的移动台对需要产生分支的节点进行筛选，需要产生分支的节点对申请成为中转节点的移动台进行筛选，通过移动台和节点的双向筛选保证分支首节点的优良性；能够增大自组网覆盖区域的宽度。

Description

一种TDMA无线自组网分叉组网方法

技术领域

本发明涉及无线自组网领域，尤其涉及一种TDMA无线自组网分叉组网方法。

背景技术

DMR/PDT是目前使用广泛的数字专业无线通信系统标准。常见的DMR/PDT通信使用方式有常规直通，常规转信，集群通信三种方式。前一种常规直通方式只需要移动台设备，例如对讲机和/或车台，在2个或多个移动台之间直接进行业务传输，例如通话。这种方式由于无线高频射频的直线传播特性，覆盖面极其有限。后两种方式需要建立基站，通过基站转发业务，可以扩大通信覆盖范围。为扩大通信覆盖面积，基站天线架设位置较高，例如高山，楼顶，但这样的话基站则成为固定基站。在某些特殊场合，例如野外，山洞/隧道。地下室等往往没有基站信号或不易架设基站，这时候自组网技术可以在仅使用移动台设备的条件下，通过移动台之间的组网来扩大通信距离，解决远距离通信问题。

在没有网络覆盖的地区，一组移动终端使用若干个信道，经过竞争选举出中转移动终端作为中转节点，组成一临时业务多跳网络。若干个中转移动终端可将业务(如话音)传递到远方组成一覆盖面积较大的业务区。

中转节点排成一条线的方法是最为简单的网络模式，可以覆盖一个较长的较窄的长方形区域。实际使用中可能还会有其它需要覆盖区域的形状，例如长宽都较大的正方形区域。

发明内容

本发明主要解决了传统自组网网络模式只能覆盖一个较长较窄的长方形区域的问题，提供了一种使自组网产生分叉，按需调整自组网覆盖区域的一种TDMA无线自组网分叉组网方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种TDMA无线自组网分叉组网方法，包括以下步骤：

S1：主路径各节点发射携带有需要建立分支的信息的分支信标；

S2：未成为中转节点的移动台扫描接收分支信标并决定是否向发出该分支信标的节点申请成为分支的首节点；

S3：发出分支信标的节点接收各个不同移动台发出的申请成为分支首节点的申请信标，并在这些移动台中选择分支的首节点；

S4：被选定的分支首节点选择并广播分支将使用的业务频率。

未成为中转节点的移动台对需要产生分支的节点进行筛选，需要产生分支的节点对申请成为中转节点的移动台进行筛选，通过移动台和节点的双向筛选保证分支首节点的优良性。

作为上述方案的一种优选方案，当分支首节点需要二级节点时，执行以下步骤：

S11：分支首节点发射携带有需要二级节点的信息的分支信标；

S12：未成为中转节点的移动台扫描接收分支信标并决定是否向发出该分支首节点申请成为二级节点；

S13：分支首节点接收各个不同移动台发出的申请成为二级节点的申请信标，并在这些移动台中选择二级节点；

S14：分支首节点告知二级节点分支使用的业务频率。

作为上述方案的一种优选方案，当二级节点需要三级节点时，执行以下步骤：

S21：二级节点发射携带有需要三级节点的信息的分支信标；

S22：未成为中转节点的移动台扫描接收分支信标并决定是否向发出该二级节点申请成为三级节点；

S23：二级节点接收各个不同移动台发出的申请成为三级节点的申请信标，并在这些移动台中选择三级节点；

S24：二级节点告知三级节点分支使用的业务频率。

作为上述方案的一种优选方案，未成为中转节点的移动台接收到来自不同节点的分支信标后，同步时基并获取自身到各个发出分支信标的节点的可达参量，所述可达参量包括场强、距离和信噪比。

作为上述方案的一种优选方案，未成为中转节点的移动台还接收多个移动台的申请信标，获取自身到发出申请信标的移动台的可达参量。

作为上述方案的一种优选方案，未成为中转节点的移动台在各个发出分支信标的节点中选择可达参量在预设范围内的节点作为备选节点，对于每个备选节点，判断自身一定距离范围内的移动台是否向该备选节点发出申请信标，若是则放弃该备选节点，若否则向该备选节点发出申请信标。

作为上述方案的一种优选方案，发出分支信标的节点在进行分支的首节点、二级节点或三级节点选择时，获取自身到各个向该节点发出申请信标的移动台的可达参量，筛选可达参量在预设范围内的移动台作为分支首节点、二级节点或三级节点。

作为上述方案的一种优选方案，所述分支首节点的业务频率与主路径业务频率不同。

作为上述方案的一种优选方案，所述分支首节点的复帧格式根据其追随的上级节点的奇偶接入法生成，二级节点的复帧格式根据其追随的分支首节点的奇偶接入法生成，三级节点的复帧格式根据其追随的分支首节点的奇偶接入法生成奇偶接入法指的是：若上级节点为偶接入法，则分支首节点为奇接入法，分支首节点的复帧格式为C0、C1、T0、X1、T2、X3、T4、X5、T6、X7、T8、X9、T10、X11、T12、X13、T14、X15，即待机时业务接收是使用T0、T2、T4、T6、T8、T10、T12、T14规定的频率和时隙，业务发射是使用X1、X3、X5、X7、X9、X11、X13规定的频率和时隙；若上级节点为奇接入法，则分支首节点为偶接入法，分支首节点的复帧格式为C0、C1、X0、T1、X2、T3、X4、T5、X6、T7、X8、T9、X10、T11、X12、T13、X14、T15，即待机时业务接收是使用T1、T3、T5、T7、T9、T11、T13和T15时隙，业务发射是使用X2、X4、X6、X8、X10、X12和X14时隙，其中Ti时隙采用上级节点的业务频率，Xi时隙采用分支首节点选择的业务频率，i＝0,1,…,15。

作为上述方案的一种优选方案，所述上级节点的奇偶接入法通过以下方法确定，主路径的组长节点设置LIFE值，主路径内的其余节点的LIFE值随着与组长节点的距离增加而递减，当一个节点LIFE值为奇数时，则该节点为奇接入法，反之则为偶接入法。

本发明的优点是：未成为中转节点的移动台对需要产生分支的节点进行筛选，需要产生分支的节点对申请成为中转节点的移动台进行筛选，通过移动台和节点的双向筛选保证分支首节点的优良性；能够增大自组网覆盖区域的宽度。

附图说明

图1实施例1中TDMA无线自组网分叉组网方法的一种流程示意图。

图2为实施例1中超帧的一种结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例1：

本实施例一种TDMA无线自组网分叉组网方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1：主路径各节点发射携带有需要建立分支的信息的分支信标，在各个节点在预定的复帧上随机选择C0时隙和C1时隙中的一个时隙或是在允许发射信标的业务时隙发射信标信令，C0时隙和C1时隙为复帧中的信标发射及接收时隙，主路径中传输频率设有5个单频点，分别为f0、f1、f2、f3、f4，其中f0称为C频率，f1、f2、f3、f4称为T频率。如图2所示，1个TDMA帧内有2个时隙，每个时隙30ms。在f0频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为C0和C1；在f1频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为T0和T1；在f2频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为T2和T3；在f3频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为T4和T5；在f4频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为T6和T7。依时间按下列时隙顺序：C0、C1、T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7排列在一起成为1个复帧，在一个复帧中，各时隙按上面时间顺序另记为C0、C1、T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13、T14、T15，其中T8、T9、T10、T11、T12、T13、T14、T15是T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7时隙信道的重复。16个复帧排列在一起成为1个超帧。在1个超帧中，复帧序号按MF0,MF1,MF2,MF3，…，MF15排列，各个节点在预定的复帧上随机选择C0时隙和C1时隙中的一个时隙或是在允许发射信标的业务时隙发射信标信令，C0时隙和C1时隙为复帧中的信标发射及接收时隙；

S2：未成为中转节点的移动台扫描接收分支信标并决定是否向发出该分支信标的节点申请成为分支的首节点，移动台通过持续扫描f0频点实现对分支信标的接收，在接收到来自不同节点的分支信标后，同步时基并获取自身到各个发出分支信标的节点的可达参量，可达参量包括场强、距离和信噪比，同时移动台还接收其他的多个移动台的申请信标，获取自身到发出申请信标的移动台的可达参量。完成上述工作后，移动台在各个发出分支信标的节点中选择可达参量在预设范围内的节点作为备选节点，对于每个备选节点，判断自身一定距离范围内的移动台是否向该备选节点发出申请信标，若是则放弃该备选节点，若否则向该备选节点发出申请信标。备选节点的筛选具体为设定场强阈值范围和信噪比阈值，筛选出场强在场强阈值范围内且信噪比大于信噪比阈值的节点，同时根据各个节点的场强在场强阈值范围内的位置设定权值即为a，以场强为场强阈值范围中间值的节点权值最大，以场强为场强阈值范围边缘的节点权值最小，再计算筛选出来的节点的距离与场强的商记为b，根据a*b的值进行降序排序最终确定备选节点排序。在完成备选节点排序后，按序判断在自身一定距离范围内是否有其他的移动台向该备选节点发出申请信标，若有则放弃，若无则申请。

S3：发出分支信标的节点接收各个不同移动台发出的申请成为分支首节点的申请信标，并在这些移动台中选择分支的首节点，发出分支信标的节点在进行分支的首节点选择时，获取自身到各个向该节点发出申请信标的移动台的可达参量，筛选可达参量在预设范围内的移动台作为分支首节点FGR。筛选具体为设定场强阈值范围和信噪比阈值，筛选出场强在场强阈值范围内且信噪比大于信噪比阈值的移动台，同时根据各个移动台的场强在场强阈值范围内的位置设定权值即为a1，以场强为场强阈值范围中间值的节点权值最大，以场强为场强阈值范围边缘的节点权值最小，再计算筛选出来的移动台的距离与场强的商记为b1，选择a1*b1最大的移动台为分支首节点。

S4：被选定的分支首节点选择并广播业务频率，分支首节点FGR的业务频率与主路径业务频率不同，在分支中采用f0频点和f5频点，故分支中的超帧为主路径中的超帧格式不同，在分支中f0称为C频率，f5称为X频率。1个TDMA帧内有2个时隙，每个时隙30ms。在f0频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为C0和C1；在f5频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为X0和X1。依时间按下列时隙顺序：C0、C1、X0、X1、X0、X1、X0、X1、X0、X1、X0、X1、X0、X1、X0、X1、X0、X1排列在一起成为1个复帧。在一个复帧中，各时隙按序号另记为C0、C1、X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15，其中X2、X3和X4、X5和X6、X7和X8、X9和X10、X11和X12、X13和X14、X15分别是X0、X1频率时隙。16个复帧排列在一起成为1个超帧，这个超帧为分支超帧。分支首节点FRG的复帧格式根据其追随的上级节点的奇偶接入法生成，若上级节点为偶接入法，则分支首节点为奇接入法，分支首节点的复帧格式为C0、C1、T0、X1、T2、X3、T4、X5、T6、X7、T8、X9、T10、X11、T12、X13、T14、X15，即待机时业务接收是使用T0、T2、T4、T6、T8、T10、T12、T14规定的频率和时隙，业务发射是使用X1、X3、X5、X7、X9、X11、X13规定的频率和时隙；若上级节点为奇接入法，则分支首节点为偶接入法，分支首节点的复帧格式为C0、C1、X0、T1、X2、T3、X4、T5、X6、T7、X8、T9、X10、T11、X12、T13、X14、T15，即待机时业务接收是使用T1、T3、T5、T7、T9、T11、T13和T15时隙，业务发射是使用X2、X4、X6、X8、X10、X12和X14时隙，其中Ti时隙采用上级节点的业务频率，Xi时隙采用分支首节点选择的业务频率即f5，i＝0,1,…,15。上级节点的奇偶接入法通过以下方法确定，主路径的组长节点设置LIFE值，主路径内的其余节点的LIFE值随着与组长节点的距离增加而递减，当一个节点LIFE值为奇数时，则该节点为奇接入法，反之则为偶接入法。

当分支首节点FGR需要二级节点FSGR时，执行以下步骤：

S11：分支首节点FGR发射携带有需要二级节点的信息的分支信标；

S12：未成为中转节点的移动台扫描接收分支信标并决定是否向发出该分支首节点申请成为二级节点FSGR；

S13：分支首节点FGR接收各个不同移动台发出的申请成为二级节点点的申请信标，并在这些移动台中选择二级节点FSGR；

S14：分支首节点告知二级节点FSGR分支使用的业务频率，已成为FSGR节点的移动台的待机时复帧格式是根据其追随的FGR节点的奇偶接入法而变，如果追随的FGR节点是使用偶接入法，则FSGR的接入法是奇接入，其复帧格式是C0、C1、X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15，即待机时业务接收是使用X0、X2、X4、X6、X8、X10、X12、X14规定的频率和时隙，业务发射是使用X1、X3、X5、X7、X9、X11、X13规定的频率和时隙。如果追随的FGR节点是使用奇接入法，则FSGR的接入法是偶接入，其复帧格式是C0、C1、X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15，即待机时业务接收是使用X1、X3、X5、X7、X9、X11、X13、X15规定的频率和时隙，业务发射是使用X2、X4、X6、X8、X10、X12、X14规定的频率和时隙。

当二级节点FSGR需要三级节点FSR时，执行以下步骤：

S21：二级节点FSGR发射携带有需要三级节点FSR的信息的分支信标；

S22：未成为中转节点的移动台扫描接收分支信标并决定是否向发出该二级节点FSGR申请成为三级节点FSR；

S23：二级节点FSGR接收各个不同移动台发出的申请成为三级节点FSR的申请信标，并在这些移动台中选择三级节点FSR；

S24：二级节点FSGR告知三级节点FSR分支使用的业务频率，已成为FSR节点的移动台的待机时复帧格式是根据其追随的FSGR节点的奇偶接入法而变，如果追随的FSGR节点是使用偶接入法，则FSR的接入法是奇接入，其复帧格式是C0、C1、X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15，即待机时业务接收是使用X0、X2、X4、X6、X8、X10、X12、X14规定的频率和时隙，业务发射是使用X1、X3、X5、X7、X9、X11、X13规定的频率和时隙。如果追随的FSGR节点是使用奇接入法，则FSR的接入法是偶接入，其复帧格式是C0、C1、X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15，即待机时业务接收是使用X1、X3、X5、X7、X9、X11、X13、X15规定的频率和时隙，业务发射是使用X2、X4、X6、X8、X10、X12、X14规定的频率和时隙。

在步骤S12和步骤S22中移动台采用与步骤S2相同的方法决定是否申请成为二级节点FSGR和三级节点FSR；在步骤S13和步骤S23中分支首节点FGR和二级节点FSGR采用与步骤S3相同的方法进行二级节点FSGR和三级节点FSR的选择。

通过重复步骤S1-S3可以使主路径上节点可选择多个移动台成为分支首节点FGR形成多条分支。主路径上的每一条分支中只能有一个二级节点FSGR。

分支可以嵌套，即可以在一个标准分叉支路的三个节点：FGR，FSGR，FSR上再产生1个或多个标准分支。FGR,FSGR,FSR可以在预定的信标发射复帧的C0或C1时隙发射携带“需要分支”的信息的信标，这个信标也会在其它允许其发射信标时刻发射。

当主路径上已存在分支FGR-FSGR-FSR时，再执行步骤S11-S14或步骤S21-S24时，可以形成一条分支FGR-FSGR-FSR的次级分支，次级分支使用与分支FGR-FSGR-FSR不同的X频率。

作为一个分支结构的变形，在FSR节点下可以再接一个FSR节点，使用这个分支的X频率。甚至可以持续顺接FSR节点，但整个分支必须使用一组5频点的X频率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种TDMA无线自组网分叉组网方法，其特征是：包括以下步骤：

S01：主路径各节点发射携带有需要建立分支的信息的分支信标；

S02：未成为中转节点的移动台扫描接收分支信标并决定是否向发出该分支信标的节点申请成为分支的首节点；

S03：发出分支信标的节点接收各个不同移动台发出的申请成为分支首节点的申请信标，并在这些移动台中选择分支的首节点；

S04：被选定的分支首节点选择并广播分支将使用的业务频率。

2.根据权利要求1所述的一种TDMA无线自组网分叉组网方法，其特征是：当分支首节点需要二级节点时，执行以下步骤：

S11：分支首节点发射携带有需要二级节点的信息的分支信标；

S12：未成为中转节点的移动台扫描接收分支信标并决定是否向发出该分支首节点申请成为二级节点；

S13：分支首节点接收各个不同移动台发出的申请成为二级节点的申请信标，并在这些移动台中选择二级节点；

S14：分支首节点告知二级节点分支使用的业务频率。

3.根据权利要求2所述的一种TDMA无线自组网分叉组网方法，其特征是：当二级节点需要三级节点时，执行以下步骤：

S21：二级节点发射携带有需要三级节点的信息的分支信标；

S22：未成为中转节点的移动台扫描接收分支信标并决定是否向发出该二级节点申请成为三级节点；

S23：二级节点接收各个不同移动台发出的申请成为三级节点的申请信标，并在这些移动台中选择三级节点；

S24：二级节点告知三级节点分支使用的业务频率。

4.根据权利要求3所述的一种TDMA无线自组网分叉组网方法，其特征是：未成为中转节点的移动台接收到来自不同节点的分支信标后，同步时基并获取自身到各个发出分支信标的节点的可达参量，所述可达参量包括场强、距离和信噪比。

5.根据权利要求3或4所述的一种TDMA无线自组网分叉组网方法，其特征是：未成为中转节点的移动台还接收多个移动台的申请信标，获取自身到发出申请信标的移动台的可达参量。

6.根据权利要求4所述的一种TDMA无线自组网分叉组网方法，其特征是：未成为中转节点的移动台在各个发出分支信标的节点中选择可达参量在预设范围内的节点作为备选节点，对于每个备选节点，判断自身一定距离范围内的移动台是否向该备选节点发出申请信标，若是则放弃该备选节点，若否则向该备选节点发出申请信标。

7.根据权利要求1或5所述的一种TDMA无线自组网分叉组网方法，其特征是：发出分支信标的节点在进行分支的首节点、二级节点或三级节点选择时，获取自身到各个向该节点发出申请信标的移动台的可达参量，筛选可达参量在预设范围内的移动台作为分支首节点、二级节点或三级节点。

8.根据权利要求1所述的一种TDMA无线自组网分叉组网方法，其特征是：所述分支首节点的业务频率与主路径业务频率不同。

9.根据权利要求1或8所述的一种TDMA无线自组网分叉组网方法，其特征是：所述分支首节点的复帧格式根据其追随的上级节点的奇偶接入法生成，二级节点的复帧格式根据其追随的分支首节点的奇偶接入法生成，三级节点的复帧格式根据其追随的分支首节点的奇偶接入法生成，奇偶接入法指的是：若上级节点为偶接入法，则分支首节点为奇接入法，分支首节点的复帧格式为C0、C1、T0、X1、T2、X3、T4、X5、T6、X7、T8、X9、T10、X11、T12、X13、T14、X15，即待机时业务接收是使用T0、T2、T4、T6、T8、T10、T12、T14规定的频率和时隙，业务发射是使用X1、X3、X5、X7、X9、X11、X13规定的频率和时隙；若上级节点为奇接入法，则分支首节点为偶接入法，分支首节点的复帧格式为C0、C1、X0、T1、X2、T3、X4、T5、X6、T7、X8、T9、X10、T11、X12、T13、X14、T15，即待机时业务接收是使用T1、T3、T5、T7、T9、T11、T13和T15时隙，业务发射是使用X2、X4、X6、X8、X10、X12和X14时隙，其中Ti时隙采用上级节点的业务频率，Xi时隙采用分支首节点选择的业务频率，i＝0,1,…,15。

10.根据权利要求9所述的一种TDMA无线自组网分叉组网方法，其特征是：所述上级节点的奇偶接入法通过以下方法确定，主路径的组长节点设置LIFE值，主路径内的其余节点的LIFE值随着与组长节点的距离增加而递减，当一个节点LIFE值为奇数时，则该节点为奇接入法，反之则为偶接入法。

Images