一种无线跳频网络的快速接入方法技术

本发明专利技术公开了一种无线跳频网络的快速接入方法，具体包括如下步骤：入网设备广播步骤、网络节点单播步骤、入网设备单播步骤、同步信息步骤；本发明专利技术的提供了一种应用于无线跳频网络的快速接入方法。

A fast access method of wireless FH network

【技术实现步骤摘要】
一种无线跳频网络的快速接入方法
本专利技术涉及网络领域，更具体的说，它涉及一种无线跳频网络的快速接入方法。
技术介绍
跳频技术是一种常用的抗干扰通信技术，常用于对网络鲁棒性要求较高的无线网络中。在无线跳频网络的运行过程中，网络内无线设备的工作频率以时间片为单位切换，频率的切换以预先定义的周期顺序执行。无线跳频网络通过快速的频率切换能够很好的抵抗外界频率干扰，同时也提供很好的通信安全性，但也使得无线设备接入网络的过程复杂、耗时长，导致现场维护、设备安装调测等需要快速确认验证的工作非常不方便执行。因此，可用于无线跳频网络的快速接入方法具有较强的实用意义。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供了一种应用于无线跳频网络的快速接入方法。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种无线跳频网络的快速接入方法，具体包括如下步骤：101)接入请求设备广播步骤：接入请求设备对外广播RTS，RTS中的参数都为广播值，且持续发送；102)网内节点单播步骤：网内节点设备接收到广播RTS后，在固定的起始时刻，以竞争方式向接入请求设备发送单播RTS，并准备发送同步信息；103)接入请求设备单播步骤：接入请求设备收到单播RTS后，向网内节点设备回复单播CTS；其中当网内节点设备大于等于两个时，选择最先收到的单播RTS为发送单播CTS的目标；104)同步信息步骤：网内节点设备发送同步信息给接入请求设备，接入请求设备确认，建立MAC层信息同步。进一步的，接入请求设备发送的RTS中包括报文参数全部为广播值，其使得任意网内节点都可以应答。进一步的，网内节点设备在发送同步信息时，发送多次同步信息，且其中CCA即空闲信道评估检测不过、RTS无应答、CTS未收到、ACK未收到，都视为发送完成；RTS、CTS为RS232标准中请求发送/清除发送；ACK即为在数据通信中，接收站发给发送站的一种传输类控制字符。进一步的，信息同步发送时采用跳频技术进行了跳频频率分配，降低信号干扰，并定义了超帧、时帧、时隙，其中时隙为最小的时间片单元，一个时隙时长为常量aTsTime，一个时帧包括aMaxTFLength个等长的时隙，一个超帧包括aMaxSFLength个等长的时帧；则总时隙数的计算公式如下：SFn*aMaxSFLength*(aMaxTFLength–1)+TFn*(aMaxTFLength–1)+TSn–1；序列下标为mod(TSC,EFN)；其中：SFn为当前超帧计数，TFn为当前时帧计数，TSn为当前时隙计数，TSC为总时隙数，EFN为有效频点个数；通过时频复用方法进行整个网络的时间和频率切换的同步，即实现时隙同步和跳频同步。进一步的，时隙同步通过接收到报文同步字字符后，根据报文到达时间，得到下一个时隙的起始时间，从而依次可得到所有时隙起始时间，而达到时隙同步，具体公式如下：R1＝R2–(TsTxSyncOffset+TxProDelay+aTsTxOffSet+aTsCCA)其中R1为接收端根据R2来估算的时隙起点，R2为接收端收到同步字字符的时间点；TsTxSyncOffset为发送前导和同步字字符固定的处理时间，可根据字节数计算得到；TxProDelay为信号传播中的固定通信延时；aTsTxOffSet为CCA检测起始时间，时间固定的常量；aTsCCA为CCA检测完成时间，时间固定的常量。本专利技术相比现有技术优点在于：本专利技术基于时间片设计了特殊的跳频频率分配机制，引入周期性的维护频率。未接入请求设备，包括调试工具，在时间周期内以维护频率持续发送接入请求，网内设备在维护信道接收到接入请求后，竞争性的发起响应，响应内容为网络当前的同步信息，包括时间和频率。未接入请求设备在收到同步信息之后，就可以与网内设备进行正常的信息交互。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术的超帧结构图；图3为本专利技术的MAC层同步示意图；图4为本专利技术的时隙同步示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1至图4所示，一种无线跳频网络的快速接入方法，具体包括如下步骤：101)接入请求设备广播步骤：接入请求设备向广播RTS，RTS中包含广播值，且持续发送。RTS中包括PanID即为广播值，其使得任意网内节点都可以应答。该RTS发送过程至少要持续64个时隙，即一次完整的接入过程需要64*2*20ms＝2560ms，不考虑通信失败可能的话，耗时应该不大于2560ms。102)网内节点单播步骤：网内节点设备接收到广播RTS后，在固定的起始时刻，以竞争方式向接入请求设备发送单播RTS，并准备发送同步信息，其中网内节点设备数量一个以上，接收信息时采用跳频技术进行抗干扰。网内节点设备在发送同步信息时，发送多次同步信息，且其中CCA即空闲信道评估检测不过、RTS无应答、CTS未收到、ACK未收到，都视为发送完成。RTS、CTS为RS232标准中请求发送/清除发送。ACK即为在数据通信中，接收站发给发送站的一种传输类控制字符。103)接入请求设备单播步骤：接入请求设备收到单播RTS后，向网内节点设备发送单播CTS。其中当网内节点设备大于等于两个时，选择最先收到的单播RTS为发送单播CTS的目标。104)同步信息步骤：网内节点设备发送同步信息给接入请求设备，接入请求设备确认，建立MAC层信息同步。其中步骤102)的跳频技术本方案进行了跳频频率分配，定义了超帧、时帧、时隙，其中时隙为最小的时间片单元，一个时隙时长为常量aTsTime，一个时帧包括aMaxTFLength个等长的时隙，一个超帧包括aMaxSFLength个等长的时帧。则总时隙数的计算公式如下：SFn*aMaxSFLength*(aMaxTFLength–1)+TFn*(aMaxTFLength–1)+TSn–1。序列下标为mod(TSC,EFN)。其中：SFn为当前超帧计数，TFn为当前时帧计数，TSn为当前时隙计数，TSC为总时隙数，EFN为有效频点个数。通过时频复用方法进行整个网络的时间和频率切换的同步，即实现时隙同步和跳频同步。即采用时频复用的方式，将时间分成N个连续重复的超帧(SF)。时隙规划具体如下：将每个超帧里的时隙可以分为维护时隙与应用时隙；维护时隙为维护调试专用时隙，其频点为专用的维护频点，每个时帧的第0个时隙定义为维护时隙，即每个超帧共有aMaxSFLength个维护时隙。应用时隙为用于网络中各节点数据通信，除维护时隙外的时隙都为应用时隙，应用时隙又被分为独享时隙和共享时隙。其中独享时隙为单个或多个节点的独享时隙，只允许这一个或多个节点在该时隙发送数据，具体分配由主节点根据网络情况进行统一协调。共享时隙为所有节点所共享，发送者通过竞争RTS/CTS的方式来获得发送机会，若竞争失败则进行时隙避退。...

【技术保护点】
1.一种无线跳频网络的快速接入方法，其特征在于，具体包括如下步骤：/n101)接入请求设备广播步骤：接入请求设备对外广播RTS，RTS中的参数都为广播值，且持续发送；/n102)网内节点单播步骤：网内节点设备接收到广播RTS后，在固定的起始时刻，以竞争方式向接入请求设备发送单播RTS，并准备发送同步信息；/n103)接入请求设备单播步骤：接入请求设备收到单播RTS后，向网内节点设备回复单播CTS；其中当网内节点设备大于等于两个时，选择最先收到的单播RTS为发送单播CTS的目标；/n104)同步信息步骤：网内节点设备发送同步信息给接入请求设备，接入请求设备确认，建立MAC层信息同步。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线跳频网络的快速接入方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
101)接入请求设备广播步骤：接入请求设备对外广播RTS，RTS中的参数都为广播值，且持续发送；
102)网内节点单播步骤：网内节点设备接收到广播RTS后，在固定的起始时刻，以竞争方式向接入请求设备发送单播RTS，并准备发送同步信息；
103)接入请求设备单播步骤：接入请求设备收到单播RTS后，向网内节点设备回复单播CTS；其中当网内节点设备大于等于两个时，选择最先收到的单播RTS为发送单播CTS的目标；
104)同步信息步骤：网内节点设备发送同步信息给接入请求设备，接入请求设备确认，建立MAC层信息同步。


2.根据权利要求1所述的一种无线跳频网络的快速接入方法，其特征在于：接入请求设备发送的RTS中包括报文参数全部为广播值，其使得任意网内节点都可以应答。


3.根据权利要求1所述的一种无线跳频网络的快速接入方法，其特征在于：网内节点设备在发送同步信息时，发送多次同步信息，且其中CCA即空闲信道评估检测不过、RTS无应答、CTS未收到、ACK未收到，都视为发送完成；RTS、CTS为RS232标准中请求发送/清除发送；ACK即为在数据通信中，接收站发给发送站的一种传输类控制字符。


4.根据权利要求1所述的一种无线跳频网络的快速接入方法，其特征在于：信息同步发送时采用跳频技术进行了跳频频率分配，降...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋征卫，李锋，
申请(专利权)人：杭州隽永物联网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33