一种基于Mesh网的OFDMA系统及控制方法技术方案

本发明专利技术适用于通讯技术领域，提供了一种基于Mesh网的OFDMA系统，包括Mesh网和根据时域和频域划分的若干正交且互不重叠的数据块，所述Mesh网内包含若干个节点，每个节点均与其它一个或多个节点相连接；所述数据块在时域前具有保留间隙；在所述若干个节点中包括一控制节点，所述控制节点接入有与所述节点相应的同步信号，使节点的信号与控制节点的信号同步，控制节点通过通信协议来控制协调各节点数据块的发送和调度；控制节点还用于在同一时域和频域内控制和管理Mesh网内共同所需的数据块及其排列形式。所述的OFDMA系统通过Mesh网与OFDMA技术相结合，适用于通讯节点分布在室内或室外及室内室外混合分布的Mesh网络组网，改善了频谱利用率和资源分配及无线组网的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Mesh网的OFDMA系统及控制方法
本专利技术属于通信
，尤其涉及一种基于Mesh网的OFDMA系统及控制方法。
技术介绍
FDMA(FrequencyDivisionMultipleAccess/Address)又称频分多址，是数据通信中的一种技术，可以用来实现信道共享。不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上。按照这种技术，把在频分多址传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。同固定分配系统相比，频分多址使通道容量可根据要求动态地进行交换。频分多址采用调频的多址技术，业务信道在不同的频段分配给不同的用户，如TAS系统、AMPS系统等。TDMA(timedivisionmultipleaccess)又称时分多址，是把时间分割成周期性的帧(Frame)，每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。同时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。TDMA应用在数字蜂窝电话系统通信中，它将每个蜂窝信道划分为三个时隙，这样就可以增加信道上负载数据的总量。TDMA应用在北美数字式先进移动电话系统(D-AMPS)，全球移动通信系统(GSM)和个人数字蜂窝系统(PDC)中。CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)又称码分多址，是在无线通讯上使用的技术，CDMA允许所有使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz)，且把其他使用者发出讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞(collision)问题。CDMA中所提供语音编码技术，通话品质比目前GSM好，且可把用户对话时周围环境噪音降低，使通话更清晰。就安全性能而言，CDMA不但有良好的认证体制，更因其传输特性，用码来区分用户，防止被人盗听的能力大大增强。CDMA定位技术是基于位置业务开发的定位技术，采用客户端/服务端架构，频率规划简单。用户按不同的序列码区分，所以，相同CDMA载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)又称正交频分多址，OFDM技术与OFDMA技术二者最显著的差别是接入技术本身，OFDM传输通常要占用所有可用的子载波，而OFDMA是利用OFDM的概现上行多址接入，每个用户占用不同的子载波，通过子载波将用户分开。它针对多用户通信进行了优化，尤其是蜂窝电话和其它移动设备。将向下数据流分为逻辑数据流，这些数据流可以采用不同的调制及编码方式以及以不同的信号功率接入不同信道特征的用户端，向上数据流子信道采用多址方式接入，通过下行发送的媒质接入协议分配子信息传输上行数据流。OFDMA是一种多载波数字调制技术，具有较高的频谱利用率，且在抵抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上具有明显的优势。适用于目前主流的4G系统(WiMAX/LTE)。目前基于以上的技术多采用有中心网络进行承载，采用基站与终端间进行相同分址技术通信，属于有中心网络。有中心网络在中心被损坏时，整个系统将会瘫痪。无中心自组织网络里目前采用的是Mesh-OFDM(WiFi)技术，显然目前的WiFi-Mesh自组织网络，在频谱利用率和资源分配灵活性方面都有限，虽然具有自组织网络的功能，但在数据传输速率和资源共享能力低下，无法满足大容量高共享需求的应急自组织网络的搭建。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于Mesh网的OFDMA系统及控制方法，旨在解决现有技术中频谱利用率低和资源分配不合理的问题。本专利技术是这样实现的，一种基于Mesh网的OFDMA系统，包括Mesh网和根据时域和频域划分的若干正交且互不重叠的数据块，所述Mesh网内包含若干个节点，每个节点均与其它一个或多个节点相连接，所述节点用于接收同步信号、传输和共享数据；所述数据块在时域前具有时间保留间隙，所述时间保留间隙用于与各所述节点的设备进行同步；在所述若干个节点中包括一控制节点，所述控制节点接入有与所述节点相应的同步信号，使所述节点的信号与所述控制节点的信号同步；在同一Mesh网内其余所有节点均无法接收GPS时钟信号同步时，所述控制节点负责管理和协调Mesh网内所有节点的信号同步；所述控制节点通过通信协议来控制协调各节点对应的数据块的发送和调度；所述控制节点还用于在同一时域和频域内控制和管理所述Mesh网内共同所需的数据块及其排列形式，同时在时域中每一帧前面增加同步帧头，使其它节点在所述时间保留间隙内和控制节点的同步帧头后，根据所需的数据块进行数据摘取，并在摘取数据之外的时间把摘取到的数据块以广播方式同时传输给其它节点。进一步地，所述Mesh网具有GPS天线，所述GPS天线分别设置在每一个节点上，用于接收GPS时钟同步信号；所述Mesh网内所有节点均能正常接收GPS时钟同步信号时，同步帧头相应地为GPS同步帧头。进一步地，所述控制节点为在Mesh网内临时指派的一节点，并可根据所述Mesh网络实时拓扑情况进行动态变动。进一步地，所述控制节点为中继控制节点，所述中继控制节点为最接近两个Mesh网间的物理位置的节点，用于将两个不同步通讯的Mesh网间的帧结构进行同步，并重新将两个Mesh网划分在同一时域和频域内；所述的具有不同步通讯的两个Mesh网为两个原本独立的且各自边缘节点满足建立相互通讯地理位置条件，所述两个Mesh网用于检测各节点是否能正常接收GPS时钟同步信号。进一步地，所述中继控制节点为具有GPS天线的节点。本专利技术还提供一种基于Mesh网的OFDMA系统的控制方法，该OFDMA系统包括具有若干节点的Mesh网和根据时域和频域划分的若干正交且互不重叠的数据块，所述控制方法具体包括以下步骤：步骤1：把若干节点中的每个节点与其它的一个或多个节点相连接，所述节点用于接收同步信号、传输和共享数据；步骤2：使所述数据块在时域前具有时间保留间隙，所述时间保留间隙用于与各所述节点的设备进行同步；步骤3：在所述若干个节点中，选取一节点作为控制节点，在所述控制节点接入有与所述节点相应的同步信号；在同一Mesh网内其余所有节点均无法接收GPS时钟信号同步时，所述控制节点负责管理和协调Mesh网内所有节点的信号同步；所述控制节点通过通信协议来控制协调各节点对应的数据块的发送和调度，所述控制节点还能在同一时域和频域内控制和管理所述Mesh网内共同所需的数据块及其排列形式；步骤4：所述控制节点在时域中每一帧前面增加同步帧头，同时使其它节点在所述时间保留间隙内和控制节点的同步帧头后，根据所需的数据块进行数据摘取，并在摘取数据之外的时间把摘取到的数据块以广播方式同时传输给其它节点。进一步地，所述的控制方法还包括步骤5：在Mesh网内增加用于接收GPS时钟同步信号的GPS天线，所述GPS天线分别设置在每一个节点上，用于接收GPS时钟同步信号；所述Mesh网内所有节点均能正常接收GPS时钟同步信号时，同步帧头相应地为GPS同步帧头。进一步地，所述步骤3中的控制节点为在Mesh网内临时指派的一节点，并可根据所述Mesh网络实时拓扑情况进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Mesh网的OFDMA系统，其特征在于，包括Mesh网和根据时域和频域划分的若干正交且互不重叠的数据块，所述Mesh网内包含若干个节点，每个节点均与其它一个或多个节点相连接，所述节点用于接收同步信号、传输和共享数据；所述数据块在时域前具有时间保留间隙，所述时间保留间隙用于与各所述节点的设备进行同步；在所述若干个节点中包括一控制节点，所述控制节点接入有与所述节点相应的同步信号，使所述节点的信号与所述控制节点的信号同步；在同一Mesh网内其余所有节点均无法接收GPS时钟信号同步时，所述控制节点负责管理和协调Mesh网内所有节点的信号同步；所述控制节点通过通信协议来控制协调各节点对应的数据块的发送和调度；所述控制节点还用于在同一时域和频域内控制和管理所述Mesh网内共同所需的数据块及其排列形式，同时在时域中每一帧前面增加同步帧头，使其它节点在所述时间保留间隙内和控制节点的同步帧头后，根据所需的数据块进行数据摘取，并在摘取数据之外的时间把摘取到的数据块以广播方式同时传输给其它节点；其中，所述Mesh网具有GPS天线，所述GPS天线分别设置在每一个节点上，用于接收GPS时钟同步信号；所述Mesh网内所有节点均能正常接收GPS时钟同步信号时，同步帧头相应地为GPS同步帧头。...

【技术特征摘要】
1.一种基于Mesh网的OFDMA系统，其特征在于，包括Mesh网和根据时域和频域划分的若干正交且互不重叠的数据块，所述Mesh网内包含若干个节点，每个节点均与其它一个或多个节点相连接，所述节点用于接收同步信号、传输和共享数据；所述数据块在时域前具有时间保留间隙，所述时间保留间隙用于与各所述节点的设备进行同步；在所述若干个节点中包括一控制节点，所述控制节点接入有与所述节点相应的同步信号，使所述节点的信号与所述控制节点的信号同步；在同一Mesh网内其余所有节点均无法接收GPS时钟信号同步时，所述控制节点负责管理和协调Mesh网内所有节点的信号同步；所述控制节点通过通信协议来控制协调各节点对应的数据块的发送和调度；所述控制节点还用于在同一时域和频域内控制和管理所述Mesh网内共同所需的数据块及其排列形式，同时在时域中每一帧前面增加同步帧头，使其它节点在所述时间保留间隙内和控制节点的同步帧头后，根据所需的数据块进行数据摘取，并在摘取数据之外的时间把摘取到的数据块以广播方式同时传输给其它节点；其中，所述Mesh网具有GPS天线，所述GPS天线分别设置在每一个节点上，用于接收GPS时钟同步信号；所述Mesh网内所有节点均能正常接收GPS时钟同步信号时，同步帧头相应地为GPS同步帧头。2.根据权利要求1所述的OFDMA系统，其特征在于，所述控制节点为在Mesh网内临时指派的一节点，并可根据所述Mesh网络实时拓扑情况进行动态变动。3.根据权利要求1所述的OFDMA系统，其特征在于，所述控制节点为中继控制节点，所述中继控制节点为最接近两个Mesh网间的物理位置的节点，用于将两个不同步通讯的Mesh网间的帧结构进行同步，并重新将两个Mesh网划分在同一时域和频域内；所述的具有不同步通讯的两个Mesh网为两个原本独立的且各自边缘节点满足建立相互通讯地理位置条件，所述两个Mesh网用于检测各节点是否能正常接收GPS时钟同步信号。4.根据权利要求3所述的OFDMA系统，其特征在于，所述中继控制节点为具有GPS天线的节点。5.一种基于Mesh网的OFDMA系统的控制方法，其特征在于，该OFDMA系统包括具有若干节点的Mesh网...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宗仪，廖晓如，程金鹏，
申请(专利权)人：宽兆科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44