CN117793699A - 一种基于lte同步信号的自组网节点id的分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法，涉及无线自组网技术领域；判断自组网的子网内是否存在中心节点，若不存在中心节点则指定子网的第一个节点为中心节点，并随机选择v，v为子网的起始UID，N为子网容量，UID表示节点ID，根据v和子网容量N确定子网的UID的取值范围NID，根据取值范围通过中心节点分配子网内的UID；若存在中心节点则通过中心节点接收子网的新入节点的请求，并分配UID，使新入节点获得子网内节点ID；使用辅同步信号SSS发送节点ID；选用主同步信号中相应的PSS序列作为信标信号，通过信标信号进行子网内节点的呼叫应答，甄别不同子网出现相同节点ID的情况。
Description
技术领域
本发明公开一种方法,涉及无线自组网技术领域，具体地说是一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法。
背景技术
无线自组织网络中每个在网节点都需要一个身份标志（称为节点ID）。对于无线自组网来说，节点ID是作为无线资源分配，路由管理实施时不同节点的身份区分。因此这个身份标志对于子网内在线节点需要具有唯一性要求。为参与组网的节点静态配置身份ID时，要求对于两个及以上有潜在融网可能的子网，要确保节点ID不能重复，因此会穷尽节点ID资源。所以这种静态配置节点ID的方法，缺点明显：第一，节点ID作为一个有限资源，随着网络规模的增加，很难满足唯一性要求。第二，静态配置身份ID的方法增加了自组网运维的复杂度。尤其是如果恰巧出现子网ID碰撞的情况，现有技术仍不能解决节点ID碰撞的问题。另外，现有技术在子网融合场景下子网识别的处理时延，由于需要多次信令交互不可避免的增加了融网时间和网络资源开销。
发明内容
本发明针对现有技术的问题，提供一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法。
本发明提出的具体方案是：
本发明提供一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法，判断自组网的子网内是否存在中心节点，若不存在中心节点则指定子网的第一个节点为中心节点，并随机选择v，【0，168-N】，/>，N为子网容量，UID表示节点ID，v为子网的起始UID，根据v和子网容量N确定子网的UID的取值范围NID，NID/>【v，v+N-1】，根据取值范围通过中心节点分配子网内的UID；若存在中心节点则通过中心节点接收子网的新入节点的请求，并分配UID，使新入节点获得子网内节点ID；
使用辅同步信号SSS发送节点ID；
选用主同步信号中相应的PSS序列作为信标信号，通过信标信号进行子网内节点的呼叫应答，甄别不同子网出现相同节点ID的情况。
进一步，所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法中所述判断自组网的子网内是否存在中心节点，包括：
启动子网内任一节点，在预设的时间内搜索有效的邻居节点信号，若未搜索到有效的邻居节点信号，则任一节点为子网的第一个节点，将第一个节点作为中心节点，若搜索到有效的邻居节点信号，则任一节点为新节点，以邻居节点作为接入节点，向中心节点发起接入请求。
进一步，所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法中通过子网内新节点，以邻居节点作为接入节点，向中心节点发起接入请求，若请求被确认则子网内新节点从中心节点获取到分配的UID，若请求被拒绝则新节点将切换频率搜索新的邻居节点。
进一步，所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法中通过中心节点依照子网的新节点的接入时间依次递增给新节点分配UID，若子网内节点在线脱网，通过中心节点收回UID并分配给新节点。
进一步，所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法中通过选举算法更替中心节点，并同时更替UID分配权。
本发明还提供一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置，包括判断模块、分配模块和发送模块，
判断自组网的子网内是否存在中心节点，若不存在中心节点则分配模块指定子网的第一个节点为中心节点，并随机选择v，v为子网起始的UID，v【0，168-N】，，N为子网容量，UID表示节点ID，根据v和子网容量N确定子网的UID的取值范围NID，NID/>【v，v+N-1】，根据取值范围分配模块通过中心节点分配子网内的UID；若存在中心节点则分配模块通过中心节点接收子网的新入节点的请求，并分配UID，使新入节点获得子网内节点ID，
发送模块使用辅同步信号SSS发送节点ID；
分配模块选用主同步信号中相应的PSS序列作为信标信号，通过信标信号进行子网内节点的呼叫应答，甄别不同子网出现相同节点ID的情况。
进一步，所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置中所述判断模块判断自组网的子网内是否存在中心节点，包括：
启动子网内任一节点，在预设的时间内搜索有效的邻居节点信号，若未搜索到有效的邻居节点信号，则任一节点为子网的第一个节点，分配模块将第一个节点作为中心节点，若搜索到有效的邻居节点信号，则任一节点为新入节点，以邻居节点作为接入节点，向中心节点发起接入请求。
进一步，所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置中通过子网内新入节点，以邻居节点作为接入节点，向中心节点发起接入请求，若请求被确认则分配模块使子网内新入节点从中心节点获取到分配的UID，若请求被拒绝则新入节点将切换频率搜索新的邻居节点。
进一步，所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置中分配模块通过中心节点依照子网的新节点的接入时间依次递增给新节点分配UID，若子网内节点在线脱网，通过中心节点收回UID并分配给新节点。
进一步，所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置中分配模块通过选举算法更替中心节点，并同时更替UID分配权。
本发明的有益之处是：
本发明提供一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法，满足节点ID子网内唯一性、检测实时性要求，借助物理层信号承载节点ID，由中心节点为新入网节点指定节点ID，并对子网内节点ID取值及其取值范围进行相应配置，结合信标信号还解决子网间节点ID碰撞的情况。可以进一步在子网融合场景下进行子网识别处理，避免多次信令交互增加融网时间和网络资源开销的情况发生。
附图说明
图1是本发明方法涉及自组网的同步子帧结构示意图。
图2是本发明方法涉及的信标信号和业务信道复用示意图。
图3是利用节点ID和信标信号识别子网节点的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提供一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法，判断自组网的子网内是否存在中心节点，若不存在中心节点则指定子网的第一个节点为中心节点，并随机选择v，【0，168-N】，/>，N为子网容量，UID表示节点ID，v为子网的起始UID，根据v和子网容量N确定子网的UID的取值范围NID，NID/>【v，v+N-1】，根据取值范围通过中心节点分配子网内的UID；若存在中心节点则通过中心节点接收子网的新入节点的请求，并分配UID，使新入节点获得子网内节点ID；
使用辅同步信号SSS发送节点ID；
选用主同步信号中相应的PSS序列作为信标信号，通过信标信号进行子网内节点的呼叫应答，甄别不同子网出现相同节点ID的情况。
本发明方法中UID是节点ID，通过借助物理层信号的方式来承载节点ID（UID），不需要信令交互，可以快速的识别子网内节点。具体应用中，在本发明方法的一些实施例中，具体分配节点ID过程为：
步骤1：判断自组网的子网内是否存在中心节点，若不存在中心节点则指定子网的第一个节点为中心节点，并随机选择v，【0，168-N】，/>，N为子网容量，UID表示节点ID，v为子网的起始UID，根据v和子网容量N确定子网的UID的取值范围NID，NID【v，v+N-1】，根据取值范围通过中心节点分配子网内的UID；若存在中心节点则通过中心节点接收子网的新入节点的请求，并分配UID，使新入节点获得子网内节点ID。其中将v和N可作为节点的广播信息的一部分发送，值v就是该子网的起始UID，此节点负责给新入网的节点分配UID，从而避免UID的冲突使用。
进一步，步骤1中所述判断自组网的子网内是否存在中心节点，包括：
启动子网内任一节点，在预设的时间内搜索有效的邻居节点信号，若未搜索到有效的邻居节点信号，则任一节点为子网的第一个节点，将第一个节点作为中心节点，若搜索到有效的邻居节点信号，则任一节点为新节点，以邻居节点作为接入节点，向中心节点发起接入请求。
进一步，步骤1中通过子网内新节点，以邻居节点作为接入节点，向中心节点发起接入请求，若请求被确认则子网内新节点从中心节点获取到分配的UID，若请求被拒绝则新节点将切换频率搜索新的邻居节点。
进一步，步骤1中通过中心节点依照子网的新节点的接入时间依次递增给新节点分配UID，若子网内节点在线脱网，通过中心节点收回UID并分配给新节点。
进一步，步骤1中通过选举算法更替中心节点，并同时更替UID分配权。
步骤2：使用辅同步信号SSS发送节点ID。其中节点获取到中心节点分配的子网内唯一的UID，并将其和辅同步信号一一映射，使用相应的SSS信号作为辅同步信号在分配时隙发送节点ID。
步骤3：选用主同步信号中相应的PSS序列作为信标信号，通过信标信号进行子网内节点的呼叫应答，甄别不同子网出现相同节点ID的情况。其中由于各个子网是自组织的，意味着各个子网会独立随机选取初始节点的UID，因此很难避免两个子网完全没有重复UID出现的情况。当两个子网的子网ID相同时，利用子网ID和节点的UID组合就没有办法确定一个节点的子网归属。不利于融网场景下节点对子网的快速识别。为此，本发明利用信标信号，假设子网以对应的PSS作为主同步信号，信标信号可选用中任意一值对应的PSS序列。信标信号用来作为对本子网内节点呼叫的应答信号。
由于子网内节点的移动，以及两个子网间的相对位置改变，子网内节点进行搜索时需要快速甄别新发现的邻居节点是本子网的节点还是来自于新子网的节点。在子网的第一个节点建立起之后，其UID，子网ID和子网规模N将作为系统广播消息对外发送。假设一个子网的初始UID是v，子网容量为N，任一在网节点X周期性在全时隙内对主同步PSS信号搜索，当发现一有效PSS时，通过检测其对应的辅同步信号SSS获得新节点Y的UID，并做以下判断：
如果新发现节点Y，其或者/>，那么节点X判定新的邻居节点Y来自于不同的子网；
如果新发现的节点Y，其，那么节点X继续读取新节点Y的广播消息；
如果节点Y的子网ID和节点X的子网ID不同，那么判定Y来自于不同的子网；
如果节点Y的子网ID和节点X的子网ID相同，此时，节点X不能确定节点Y是本子网节点还是来自于不同子网的节点；节点X通过其邻居节点向节点Y发起寻呼信标信号消息，然后开始检测节点Y的信标信号，并周期检测节点Y的同步信号。
在设定超时时间内，节点X可以检测到节点Y的同步信号，但检测不到其信标信号，节点X判定节点Y和自己不属于同一子网；
在设定超时时间内，节点X可以检测到节点Y的同步信号，并检测到其信标信号，节点X判定节点Y和自己属于同一子网；
在设定超时时间内，节点X检测不到节点Y的同步信号，节点X放弃对节点Y的跟踪。
本发明还提供一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置，包括判断模块、分配模块和发送模块，
判断自组网的子网内是否存在中心节点，若不存在中心节点则分配模块指定子网的第一个节点为中心节点，并随机选择v，v为子网起始的UID，【0，168-N】，，N为子网容量，UID表示节点ID，根据v和子网容量N确定子网的UID的取值范围NID，NID/>【v，v+N-1】，根据取值范围分配模块通过中心节点分配子网内的UID；若存在中心节点则分配模块通过中心节点接收子网的新入节点的请求，并分配UID，使新入节点获得子网内节点ID，
发送模块使用辅同步信号SSS发送节点ID；
分配模块选用主同步信号中相应的PSS序列作为信标信号，通过信标信号进行子网内节点的呼叫应答，甄别不同子网出现相同节点ID的情况。
上述装置内的各模块间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
同样地本发明装置能够满足节点ID子网内唯一性、检测实时性要求，借助物理层信号承载节点ID，由中心节点为新入网节点指定节点ID，并对子网内节点ID取值及其取值范围进行相应配置，结合信标信号还解决子网间节点ID碰撞的情况。可以进一步在子网融合场景下进行子网识别处理，避免多次信令交互增加融网时间和网络资源开销的情况发生。
需要说明的是，上述各流程和各装置结构中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法，其特征是判断自组网的子网内是否存在中心节点，若不存在中心节点则指定子网的第一个节点为中心节点，并随机选择v，【0，168-N】/>，N为子网容量，UID表示节点ID，v为子网的起始UID，根据v和子网容量N确定子网的UID的取值范围NID，NID/>【v，v+N-1】，根据取值范围通过中心节点分配子网内的UID；若存在中心节点则通过中心节点接收子网的新入节点的请求，并分配UID，使新入节点获得子网内节点ID；
使用辅同步信号SSS发送节点ID；
选用主同步信号中相应的PSS序列作为信标信号，通过信标信号进行子网内节点的呼叫应答，甄别不同子网出现相同节点ID的情况。
2.根据权利要求1所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法，其特征是所述判断自组网的子网内是否存在中心节点，包括：
启动子网内任一节点，在预设的时间内搜索有效的邻居节点信号，若未搜索到有效的邻居节点信号，则任一节点为子网的第一个节点，将第一个节点作为中心节点，若搜索到有效的邻居节点信号，则任一节点为新节点，以邻居节点作为接入节点，向中心节点发起接入请求。
3.根据权利要求1所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法，其特征是通过子网内新节点，以邻居节点作为接入节点，向中心节点发起接入请求，若请求被确认则子网内新节点从中心节点获取到分配的UID，若请求被拒绝则新节点将切换频率搜索新的邻居节点。
4.根据权利要求1所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法，其特征是通过中心节点依照子网的新节点的接入时间依次递增给新节点分配UID，若子网内节点在线脱网，通过中心节点收回UID并分配给新节点。
5.根据权利要求1所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配方法，其特征是通过选举算法更替中心节点，并同时更替UID分配权。
6.一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置，其特征是包括判断模块、分配模块和发送模块，
判断自组网的子网内是否存在中心节点，若不存在中心节点则分配模块指定子网的第一个节点为中心节点，并随机选择v，v为子网起始的UID，【0，168-N】，/>，N为子网容量，UID表示节点ID，根据v和子网容量N确定子网的UID的取值范围NID，NID/>【v，v+N-1】，根据取值范围分配模块通过中心节点分配子网内的UID；若存在中心节点则分配模块通过中心节点接收子网的新入节点的请求，并分配UID，使新入节点获得子网内节点ID，
发送模块使用辅同步信号SSS发送节点ID；
分配模块选用主同步信号中相应的PSS序列作为信标信号，通过信标信号进行子网内节点的呼叫应答，甄别不同子网出现相同节点ID的情况。
7.根据权利要求6所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置，其特征是所述判断模块判断自组网的子网内是否存在中心节点，包括：
启动子网内任一节点，在预设的时间内搜索有效的邻居节点信号，若未搜索到有效的邻居节点信号，则任一节点为子网的第一个节点，分配模块将第一个节点作为中心节点，若搜索到有效的邻居节点信号，则任一节点为新入节点，以邻居节点作为接入节点，向中心节点发起接入请求。
8.根据权利要求6所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置，其特征是通过子网内新入节点，以邻居节点作为接入节点，向中心节点发起接入请求，若请求被确认则分配模块使子网内新入节点从中心节点获取到分配的UID，若请求被拒绝则新入节点将切换频率搜索新的邻居节点。
9.根据权利要求6所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置，其特征是分配模块通过中心节点依照子网的新节点的接入时间依次递增给新节点分配UID，若子网内节点在线脱网，通过中心节点收回UID并分配给新节点。
10.根据权利要求6所述的一种基于LTE同步信号的自组网节点ID的分配装置，其特征是分配模块通过选举算法更替中心节点，并同时更替UID分配权。
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