一种有中心的同步同频同播方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种有中心的同步同频同播方法和系统，所述方法包括：主中心节点向次中心节点和普通节点发送控制信息，所述控制信息包括同步信息和跳频图；次中心节点转发所接收到的控制信息；接收到所述控制信息后，普通节点根据同步信息进行同步，并根据所述跳频图切换业务数据接收或发送的数据频点。通过主中心节点和次中心节点进行控制信息的传播，以提高控制信息的覆盖范围；普通节点根据控制信息与主中心节点进行同步，并根据控制信息中的跳频图切换数据频点，一方面通过跳频技术，提高数据传输的安全性，防止被干扰或窃听；另一方面使接收到控制信息的普通节点组成同频同播网络，进行业务数据传输，提高了有效数据带宽和数据传输可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种有中心的同步同频同播方法和系统
本专利技术涉及通讯
，具体涉及一种有中心的同步同频同播方法和系统。
技术介绍
移动通信系统按其所服务的范围来分，可以分为专用移动通信系统和公用通信通信系统，公共移动通信是一种包含很广的移动通信系统，它有多种体制，其中最重要的是蜂窝移动通信系统。而专用移动通信系统最早则是有对讲机发展而来的，后来把对讲机的频率集中起来为更多的用户共用。窄带信号的无线自组网系统为一种专用移动通信系统，一般都是应用于语音传输。对于语音传输而言，因为语音带宽较小，高数据速率带宽并不是自组网的主要性能指标。对于窄带自组网系统，网络传输的高可靠性和通信覆盖范围才是自组网设计中的首要考虑因素。目前很多自组网系统是有中心节站的集群通信系统，主要应用于大的企业、团体、单位，需要建设大量的基础通信设施，费用也非常昂贵。整个网络基于该中心进行同步，路由协调等操作。另外整个系统都要时刻保持同步状态，每个节点都要保证基于中心节点进行同步。中继是作为扩大通信覆盖范围的主要手段之一。传统自组网里，传统无线通信电台一般不具备中继功能，已有的中继功能的无线通信电台是一个网络层的多跳单点线状中继，通过网络层协议来选择路由线路进行中继。另外一些自组网系统是无中心节点的自组网系统，这种自组网系统节点之间是异步的。无中心的自组网系统的中继又分为两种模式：1.传统的无中心的中继技术需要进行高层路由来选择中继线路，每一级均只有一个节点进行中继，中继线路中任意节点的移动、断线都会影响中继的质量与连通性，从而导致重复性的搜索和更新中继线路，降低了系统的可靠性与有效数据带宽。2.还有一种模式是进行同频同播，即所有节点同时完成接收和转发功能，在物理层完成中继功能，这样可以提高系统的可靠性与有效数据带宽。但是无中心同频同播系统无法保证各个节点的同步，造成各个节点时间戳不同，影响业务数据的收发。同时，不管是传统的无中心的自组网还是同频同播的无中心的自组网，整个系统都是异步的，这样所有节点在休闲状态，接收机需要一直进行能量检测，来判断空口是否有信号，这样射频和CPU需要一直工作，没办法进行休眠，这样节点功耗比较大。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种有中心的同步同频同播方法和系统，在各个普通节点与主中心节点同步的情况下，普通节点之间进行数据帧接收或发送，以提高数据传输的可靠性，同时通过切换数据帧收发的数据频点，提高数据传输的安全性。本专利技术公开了一种有中心的同步同频同播方法，所述方法包括：主中心节点向次中心节点和普通节点发送控制信息，所述控制信息包括同步信息和跳频图；次中心节点转发所接收到的控制信息；接收到所述控制信息后，普通节点根据同步信息进行同步，并根据所述跳频图切换业务数据接收或发送的数据频点。优选的，所述控制信息还包括配置信息，所述配置信息包括以下之一或它们的组合：寻呼周期和调制方式；所述同步信息包括时间戳和主中心节点ID。优选的，所述控制信息或业务数据通过数据帧的方式行传输，系统帧包括多个时隙；帧同步占用一个时隙；帧控制占用一个时隙；负载数据接收占用2-11个时隙；发送数据准备占用2-5个时隙；普通节点在所述时隙结束前，根据跳频图切换数据频点。优选的，所述控制信息的帧结构包括负载数据(payload)，所述负载信息包括包头、系统帧编号、唤醒标签、跳频图和带宽；所述包头用于描述控制信息生成节点的地址和优先级；所述系统帧编号用于描述控制信息的系统帧编号；所述唤醒标签用于唤醒普通节点；所述跳频图用于描述同步频点和数据频点的切换规律；所述带宽用于描述普通节点数据帧的调制带宽。优选的，所述控制信息的帧结构还包括信号强度检测信息、帧同步信息和帧控制信息。优选的，为所述中心节点预设控制信息的发送周期，所述中心节点发送控制信息后，检测当前数据频点的使用情况；所述次中心节点转发所述控制信息后，检测数据频点的使用情况。优选的，本专利技术的方法还包括控制信息跳频广播的方法：为控制信息预设主频点集合，并预设主频点切换的规律；所述主中心节点根据所述规律选择主频点广播控制信息；所述普通节点在根据所述规律，在所述主频点上接收所述控制信息。优选的，本专利技术的方法还包括主中心节点转换的方法：判断一定时间内，次中心节点是否接收到控制信息；若否，将优先级高的次中心节点转换为准主中心节点，所述准主中心节点用于生成并广播控制信息；所述准主中心节点定期接收控制信息，并判断是否满足以下条件：接收到的控制信息中的优先级高于当前节点的优先级；若满足，所述准主中心节点转换为次中心节点。优选的，本专利技术的方法还包括普通节点休眠和唤醒的方法：所述主中心节点检测数据频点的信号强度；所述次中心节点检测数据频点的强度，并发送给主中心节点；判断数据频点的强度是否大于第一阀值；若是，所述主中心节点通过控制信息发送唤醒标签；普通节点接收到唤醒标签后，在所述数据频点接收信号，并判断是否满足以下条件：信号强度大于第二阈值；若满足，接收或转发所述信号；若不满足，所述普通节点进入休眠。本专利技术还提供一种用于实现上述方法的系统，包括控制信息广播模块、同步模块和跳频模块；所述控制信息广播模块用于通过主中心节点向次中心节点和普通节点发送控制信息，所述控制信息包括同步信息和跳频图，通过次中心节点转发所接收到的控制信息；所述同步模块用于在接收到所述控制信息后，使普通节点根据同步信息进行同步；所述跳频模块用于根据所述跳频图切换所述普通节点业务数据接收或发送的数据频点。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：通过主中心节点和次中心节点进行控制信息的传播，以提高控制信息的覆盖范围；普通节点根据控制信息与主中心节点进行同步，例如时间同步，并根据控制信息中的跳频图切换数据频点，一方面通过跳频技术，提高数据传输的安全性，防止被干扰或窃听，另一方面使接收到控制信息的普通节点组成同频同播网络，进行业务数据传输，提高了有效数据带宽和数据传输可靠性。附图说明图1是本专利技术的同步同频同播方法流程图；图2是自织网的拓扑结构示意图；图3是系统帧时隙设置示意图；图4是控制信息的数据帧结构示意图；图5是负载信息的组成示意图；图6是控制信息发送周期的示意图；图7是控制信息跳频广播的方法流程图；图8是主中心节点转换的方法流程图；图9是普通节点休眠和唤醒的方法流程图；图10是本专利技术的系统逻辑框图；图11是频偏性能测试结果图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有中心的同步同频同播方法，其特征在于，所述方法包括：/n主中心节点向次中心节点和普通节点发送控制信息，所述控制信息包括同步信息和跳频图；/n次中心节点转发所接收到的控制信息；/n接收到所述控制信息后，普通节点根据同步信息进行同步，并根据所述跳频图切换业务数据接收或发送的数据频点。/n

【技术特征摘要】
1.一种有中心的同步同频同播方法，其特征在于，所述方法包括：
主中心节点向次中心节点和普通节点发送控制信息，所述控制信息包括同步信息和跳频图；
次中心节点转发所接收到的控制信息；
接收到所述控制信息后，普通节点根据同步信息进行同步，并根据所述跳频图切换业务数据接收或发送的数据频点。


2.根据权利要求1所述的同步同频同播的方法，其特征在于，所述控制信息还包括配置信息，所述配置信息包括以下之一或它们的组合：寻呼周期和调制方式；
所述同步信息包括时间戳和主中心节点ID。


3.根据权利要求1所述的同步同频同播的方法，其特征在于，所述控制信息或业务数据通过数据帧的方式行传输，系统帧包括多个时隙；
帧同步占用一个时隙；帧控制占用一个时隙；负载数据接收占用2-11个时隙；发送数据准备占用2-5个时隙；
普通节点在所述时隙结束前，根据跳频图切换数据频点。


4.根据权利要求1所述的同步同频同播的方法，其特征在于，所述控制信息的帧结构包括负载数据，所述负载信息包括包头、系统帧编号、唤醒标签、跳频图和带宽；
所述包头用于描述控制信息生成节点的地址和优先级；
所述系统帧编号用于描述控制信息的系统帧编号；
所述唤醒标签用于唤醒普通节点；
所述跳频图用于描述同步频点和数据频点的切换规律；
所述带宽用于描述普通节点数据帧的调制带宽。


5.根据权利要求4所述的同步同频同播的方法，其特征在于，所述控制信息的帧结构还包括信号强度检测信息、帧同步信息和帧控制信息。


6.根据权利要求1所述的同步同频同播的方法，其特征在于，为所述中心节点预设控制信息的发送周期，所述中心节点发送控制信息后，检测当前数据频点的使用情况；
所述次中心节点转发所述控制信息后，检测数据频点的使用情况。
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【专利技术属性】
技术研发人员：庄亮，吴齐发，卢立武，朱殿才，乐高，
申请(专利权)人：北京融讯信通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11