AD‑HOC通信网络和通信方法技术

本发明专利技术涉及一种用于形成移动ad‑hoc语音网络以在快速变化的环境中运行的方法，所述方法包括以下步骤：(A)向多个装置分配组ID，并且向所述多个装置中的各装置分配各自的序列号；(B)在所述多个装置中的各装置内提供用于进行以下计算的算法：(B.1)基于各网络装置在TDMA循环的时隙内发送来的各个邻居数据来计算网络的结构，该计算包括确定一个或多个中继器装置，(B.2)计算网络的领导者，以及(B.2)计算网络的同步器；(C)通过所述多个装置中的各装置在所述TDMA循环的时隙内发送该装置的各邻居；(D)通过所述同步器在所述TDMA循环的时隙内发送网络周期性同步数据，并将所述网络周期性同步数据传播到所有网络装置；在各所述TDMA循环完成时，通过所述多个装置中的各装置应用所述算法，以确定并能够更新网络的结构、网络的中继器和网络的领导者；(E)在所述TDMA循环的周期内，基于所述网络周期性同步数据来同步各装置，并且在确定为所述同步器丢失时，通过各装置来确定系统所用的新同步器；以及(F)通过网络的装置在所述TDMA循环的多个时隙内发送数字形式的语音数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】AD-HOC通信网络和通信方法
本专利技术一般涉及移动通信的领域。更特别地，本专利技术涉及使得参与者能够在快速变化的环境中运行的情况下发送全双工声音和数据的移动ad-hoc通信网络。
技术介绍
移动Ad-hoc网络(MANET)众所周知，并且广泛用于通信。MANET例如由家用安全部署、军事、传感器网络等使用。自然地，这种ad-hoc网络被设计为支持多个移动装置的加入以形成通信网络，并且确保在一个或多个“成员”装置离开该网络的情况下(例如，在相对于一个或多个其它网络装置超过有效范围的情况下)的网络的正常运行。所述MANET网络的一部分被设计为允许成员装置之间的声通信。US2008/0268855讨论了在分别从所述路由器接收到带宽需求信息之后“主”装置对“路由器站”(路由器)的带宽的动态分配。尽管现有技术的ad-hoc网络通常包括对网络中由于网络内的各特定移动装置的加入、分离或位置变化所引起的结构变动的适应，但是所述现有技术网络中的那些结构变动仍相对较慢地发生，通常在每几分钟或更长时间一次变动的范围内。此外，现有技术的MANET系统通常支持半双工声通信(即，“对讲机”类型的通信)，而不是两个或更多个用户(例如，四个)可以进行同时讨论的全双工或会议类型的声通信。应当注意，考虑到声音信号到所有网络装置的传播延迟以及考虑到这些装置内的处理时间，以无缝方式实现这种类型的通信需要解决显著的复杂性。例如，现有技术的ad-hoc声通信网络不适于由多个摩托车手或移动装置用户进行全双工、会议类型的讨论。更具体地，在摩托车环境中，需要如下的ad-hoc、全双工声通信网络，其中该声通信网络使得多个摩托车手(例如多达10个摩托车手)能够参与同时的“电话会议”，其中在该“电话会议”中，任何骑手都可以交谈并且这些骑手中的随机的最多4个可以始终被参加电话会议或者随意加入电话会议的所有其他摩托车手听到。摩托车以高速(诸如每小时150公里以上等)移动并且随机改变这些摩托车各自在组中的位置这一事实引起了现有技术的ad-hoc声音网络无法应对的频繁网络结构变动、即速率变动。此外，网络结构中的这些频繁变动向支持全双工、甚至各种装置之间的会议类型的声通信的所述需求增添了另一显著的困难。可能存在于例如摩托车手或移动装置环境中的另一需求是允许在MAMET系统外部的附加的参与者加入电话会议。例如，在4个摩托车手之间建立MANET电话会议时，在MANET外部但具有与MANET参与者之一的电话移动通信(或任何其它通信)的第五参与者可能希望参与会议讨论。现有技术从未提供这种选项。这种需求对于需要使用离线网络MANET来继续移动通信的专业用户(例如在通信基础设施覆盖是局部的或可能被损坏的区域中移动的企业和公共安全用户)而言也存在。这种用户组还非常动态并且需要全双工电话会议。因此，本专利技术的目的是提供如下的ad-hoc声通信系统，其中该ad-hoc声通信系统能够应对可能以单位为秒的速率发生的显著且频繁的结构变动，同时仍然在若干成员装置之间提供全双工、会议类型的通信。本专利技术的另一目的是可选地包括所述ad-hoc网络的装置之间的跳跃类型的声通信，并且应对所述跳跃结构中的结构变动。本专利技术的又一目的是提供一种用于对加入网络的装置进行配置的简单易行的过程。本专利技术的又一目的是解决分别与诸如“领导者(leader)”、中继器或“同步器(synchronizer)”等的ad-hoc关键装置的通信的丢失，并且即使在与所述关键装置的通信丢失之后也能够使网络迅速恢复并正常运行。本专利技术的又一目的是使得能够容易且动态地修改网络的结构。本专利技术的又一目的是通过使用一个或多个MANET参与装置建立所述多网络连接性来实现两个或更多个类型的网络之间的连接，其中一个类型是MANET网络，另一类型是例如分组交换(LAN/WAN)网络或电路交换(蜂窝)网络。本专利技术的又一目的是提供适合于摩托车手使用等的所述ad-hoc声音或数据通信系统。随着描述的进行，本专利技术的其它目的和优点将变得明显。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于形成移动ad-hoc语音网络以在快速变化的环境中运行的方法，所述方法包括以下步骤：(A)向多个装置分配组ID，并且向所述多个装置中的各装置分配各自的序列号；(B)在所述多个装置中的各装置内提供用于进行以下计算的算法：(B.1)基于各网络装置在TDMA循环的时隙内发送来的各个邻居数据来计算网络的结构，该计算包括确定一个或多个中继器装置，(B.2)计算网络的领导者，以及(B.2)计算网络的同步器；(C)通过所述多个装置中的各装置在所述TDMA循环的时隙内发送该装置的各邻居；(D)通过所述同步器在所述TDMA循环的时隙内发送网络周期性同步数据，并将所述网络周期性同步数据传播到所有网络装置；在各所述TDMA循环完成时，通过所述多个装置中的各装置应用所述算法，以确定并能够更新网络的结构、网络的中继器和网络的领导者；(E)在所述TDMA循环的周期内，基于所述网络周期性同步数据来同步各装置，并且在确定为所述同步器丢失时，通过各装置来确定系统所用的新同步器；以及(F)通过网络的装置在所述TDMA循环的多个时隙内发送数字形式的语音数据。优选地，所述TDMA循环的持续时间处于90ms～2秒之间。优选地，引入到所述时隙内的语音数据是由声码器在各装置内压缩后的压缩语音数据，所述语音数据是由多达4个装置中的任意装置同时引入到所述TDMA循环的各时隙内的。优选地，各装置内的解码器对所述压缩语音数据进行解码并且经由各扬声器向用户发出所述压缩语音数据的声音。优选地，所述语音数据能够分别由一个或多个中继器装置通过所述TDMA循环的时隙传播到网络内的所有装置。优选地，所述邻居数据在所述TDMA循环内分别在预定义的控制时隙内和中继时隙内传播。优选地，来自所述同步器的所述网络周期性同步数据在预定义的同步时隙内传送，其中各所述同步时隙位于各帧的专用时隙内。优选地，在确定同步器丢失时，各装置确定新同步器，其中新确定的同步器是剩余装置中具有最高序列号的装置。优选地，各装置在所述TDMA循环的各控制时隙处提供附加微调同步，而网络的装置使用所述附加同步数据来微调自身的同步。优选地，所述领导者被确定为位于网络的中心处的装置，因此所述领导者用于最佳地传播网络架构和冲突解决方案。优选地，在确定两个或更多个装置针对用作所述领导者而言具有同等资格的情况下，选择满足预定义的标准的装置用作所述领导者。优选地，标准是所存在的针对用作领导者而言具有同等资格的装置中具有最大序列号的装置。优选地，本专利技术的所述方法用在摩托车手或移动装置的移动ad-hoc语音网络内，其中各装置还包括用于确定用户的语音发起的语音活动检测器。优选地，该方法还包括：提供用于将组ID和装置序列号分配给各装置的头装置。优选地，所述移动ad-hoc语音网络中的一个或多个参与装置使用LAN/WAN/蜂窝模块来在所述移动ad-hoc语音网络内的装置与外部网络的远程装置之间进行互连。优选地，手动分配为了互连的目的而使用LAN/WAN/蜂窝的一个或多个装置以进行所述互连。优选地，自动并动态地分配为了互连的目的而使用LAN/WAN/蜂窝的一个或多个装置以在所述移动ad-hoc语音网络运行期间进行所述互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成移动ad‑hoc语音网络以在快速变化的环境中运行的方法，所述方法包括以下步骤：a.向多个装置分配组ID，并且向所述多个装置中的各装置分配各自的序列号；b.在所述多个装置中的各装置内提供用于进行以下计算的算法：i.基于各网络装置在TDMA循环的时隙内发送来的各个邻居数据来计算网络的结构，该计算包括确定一个或多个中继器装置，ii.计算网络的领导者，以及iii.计算网络的同步器；c.通过所述多个装置中的各装置在所述TDMA循环的时隙内发送该装置的各邻居；d.通过所述同步器在所述TDMA循环的时隙内发送网络周期性同步数据，并将所述网络周期性同步数据传播到所有网络装置；e.在各所述TDMA循环完成时，通过所述多个装置中的各装置应用所述算法，以确定并能够更新网络的结构、网络的中继器和网络的领导者；f.在所述TDMA循环的周期内，基于所述网络周期性同步数据来同步各装置，并且在确定为所述同步器丢失时，通过各装置来确定系统所用的新同步器；以及g.通过网络的装置在所述TDMA循环的多个时隙内发送数字形式的语音数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.29 IL 234888;2014.11.06 IL 2355521.一种用于形成移动ad-hoc语音网络以在快速变化的环境中运行的方法，所述方法包括以下步骤：a.向多个装置分配组ID，并且向所述多个装置中的各装置分配各自的序列号；b.在所述多个装置中的各装置内提供用于进行以下计算的算法：i.基于各网络装置在TDMA循环的时隙内发送来的各个邻居数据来计算网络的结构，该计算包括确定一个或多个中继器装置，ii.计算网络的领导者，以及iii.计算网络的同步器；c.通过所述多个装置中的各装置在所述TDMA循环的时隙内发送该装置的各邻居；d.通过所述同步器在所述TDMA循环的时隙内发送网络周期性同步数据，并将所述网络周期性同步数据传播到所有网络装置；e.在各所述TDMA循环完成时，通过所述多个装置中的各装置应用所述算法，以确定并能够更新网络的结构、网络的中继器和网络的领导者；f.在所述TDMA循环的周期内，基于所述网络周期性同步数据来同步各装置，并且在确定为所述同步器丢失时，通过各装置来确定系统所用的新同步器；以及g.通过网络的装置在所述TDMA循环的多个时隙内发送数字形式的语音数据。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述TDMA循环的持续时间处于90ms～2秒之间。3.根据权利要求1所述的方法，其中，引入到所述时隙内的语音数据是由声码器在各装置内压缩后的压缩语音数据，所述语音数据是由多达4个装置中的任意装置同时引入到所述TDMA循环的各时隙内的。4.根据权利要求3所述的方法，其中，各装置内的解码器对所述压缩语音数据进行解码并且经由各扬声器向用户发出所述压缩语音数据的声音。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述语音数据能够分别由一个或多个中继器装置通过所述TDMA循环的时隙传播到网络内的所有装置。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·莫阿托，A·哥勒泽曼，A·S·阿什克纳齐，Y·谢尔曼，Y·拉哈米，
申请(专利权)人：卡多系统有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US