一种超远距离无线自组网节点快速接入方法技术

本发明专利技术提供一种超远距离无线自组网节点快速接入方法，包含步骤：S1、若在网节点数小于规划节点数，在网主节点进入S2，新入网节点进入S3；S2、主节点在各个波束方向发送初始捕获信息、初始同步信息，进入S5；S3、入网节点若在某个波束方向接收到初始捕获信息，定向接收初始同步信息，作为预备从节点与主节点进行同步，并在该波束方向与主节点建立固定波束，进入S4；S4、预备从节点基于固定波束发送RTT捕获信息、RTT请求报文，进入S6；S5、主节点在各个波束方向尝试接收RTT捕获信息，若接收到则立即尝试接收RTT请求报文，进入S6；S6、主节点定向发送RTT应答报文，对应预备节点与主节点进行精同步，完成网络接入。完成网络接入。完成网络接入。

【技术实现步骤摘要】
一种超远距离无线自组网节点快速接入方法


[0001]本专利技术涉及无线自组网通信
，特别涉及一种超远距离无线自组网节点快速接入方法。

技术介绍

[0002]分布式无线自组网已应用于多个领域，其中节点的接入协议设计一直是研究的焦点，传统基于全向天线的信号广播传输模型的研究已经十分成熟。而使用定向天线进行信号收发的定向网络在信号传输模型方面将发生巨大变化，已有的这些基于无线信号广播模型的节点接入方案将不再适用于定向网络，需要研究新的接入方法，以在定向网络下进行超远距离无线自组网节点快速接入。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种超远距离无线自组网节点快速接入方法，能够通过扩频码的捕获进行波束对准，使得节点间的无线数据通信采用定向传输，增加了传输距离的同时缩短了传输时间。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供一种超远距离无线自组网节点快速接入方法，所述无线自组网中各节点之间采用扩频码进行通信，所述方法包含步骤：
[0005]S1、若在网节点数小于规划节点数，在网主节点进入步骤S2，新入网节点进入步骤S3；
[0006]S2、所述主节点在初始捕获时隙在各个波束方向发送初始捕获信息；初始捕获时隙结束后，主节点进入初始同步时隙，在各个波束方向发送初始同步信息；进入步骤S5；
[0007]S3、入网节点上电后在各个波束方向尝试接收所述初始捕获信息；若在某个波束方向接收到初始捕获信息，所述入网节点转入初始同步时隙并在该波束方向尝试接收所述初始同步信息；若接收到初始同步信息，入网节点作为预备从节点与主节点进行同步，并在该波束方向建立固定波束；进入步骤S4；
[0008]S4、所述预备从节点进入RTT(Round Trip Time，往返校时时隙)捕获时隙，基于所述固定波束发送RTT捕获信息；所述RTT捕获时隙结束后，预备从节点进入RTT请求时隙，发送RTT请求报文；RTT请求时隙结束后，进入步骤S6；
[0009]S5、主节点在初始同步时隙结束后进入RTT时隙；主节点在其RTT时隙的多个RTT捕获时隙中，在各个波束方向尝试接收所述RTT捕获信息；当主节点接收到RTT捕获信息，立即转入RTT请求时隙，尝试接收所述RTT请求报文，RTT请求时隙结束后进入步骤S6；
[0010]S6、主节点转入RTT应答时隙，定向发送RTT应答报文；对应预备从节点基于接收到的所述RTT应答报文与主节点进行精同步；预备从节点成为从节点，完成网络接入。
[0011]可选的，所述的超远距离无线自组网节点快速接入方法还包含：步骤S7、主节点和所述从节点进入业务时隙，主节点向从节点发送主节点内存储的其他从节点的位置信息、MAC地址。
[0012]可选的，主节点、从节点、预备从节点均通过窄波束发送、接收信息。
[0013]可选的，步骤S3中所述与主节点进行同步包含：当入网节点在接收到主节点的初始同步信息，入网节点将自身时间同步到当前所在初始同步时隙的末尾时刻。
[0014]可选的，RTT时隙包含多个时隙单元，所述时隙单元依序包含：RTT捕获时隙、RTT请求时隙、RTT应答时隙；预备从节点在其RTT捕获时隙发送RTT捕获信息，主节点在其RTT捕获时隙接收预备从节点发送的RTT捕获信息；预备从节点在其RTT请求时隙发送RTT请求报文，主节点在其RTT请求时隙接收预备从节点发送的RTT请求报文；主节点在其RTT应答时隙发送RTT应答报文，预备从节点在其RTT应答时隙接收主节点发送的RTT应答报文。
[0015]可选的，令t1为主节点的RTT捕获时隙的时长，t1＝t2+t3；其中，t2为初始同步时隙的时长，t3为主节点用于接收RTT捕获信息的所有波束的总时长。
[0016]可选的，步骤S4中，预备从节点在其RTT时隙中随机选取两个时隙单元，分别在该两个时隙单元的RTT捕获时隙、RTT请求时隙中发送RTT捕获信息和RTT请求报文。
[0017]可选的，RTT请求报文包含：预备从节点的MAC地址、位置信息；RTT应答报文包含：主节点的MAC地址、从预备从节点的RTT请求报文中解析得到的预备从节点的MAC地址、主节点的位置信息、为预备从节点分配的节点编号、预备从节点的RTT请求报文的到达时间TOAI；所述到达时间TOAI为：主节点的RTT捕获时隙的起始时刻至主节点接收到RTT请求报文的时刻的时长。
[0018]可选的，步骤S6中，所述进行精同步包含：
[0019]S61、预备从节点计算出RTT应答报文的到达时间TOAR；所述到达时间TOAR为：从节点的RTT捕获时隙的起始时刻至从节点接收到RTT应答报文的时刻的时长；
[0020]S62、基于到达时间TOAR、所述到达时间TOAI计算与主节点的同步时间误差t；
[0021]t＝(Td+TOAI
‑
TOAR)/2，其中Td为RTT捕获时隙起始时刻至RTT应答时隙的起始时刻的时长；
[0022]S63、若t大于0，则从节点将时钟往前调快偏差t的时间；若t小于0，则从节点将时钟往后调慢偏差|t|的时间；若t等于0，则从节点的时钟不需要调整。
[0023]可选的，接收到初始捕获信息后，预备从节点根据自身姿态信息实时更新其固定波束的指向，使得固定波束始终指向主节点；接收到预备从节点的位置信息后，主节点根据自身姿态信息实时更新其发送给该预备从节点的波束的指向，使得所发送的波束始终指向对应预备从节点。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的超远距离无线自组网节点快速接入方法的有益效果在于：
[0025]为了减少定向窄波束通信的时间，本专利技术的无线自组网中各节点之间采用不携带信息的扩频码进行通信。本专利技术基于扩频码的捕获进行波束对准，能够在不知道通信双方位置的情况下，建立通信联系。通过本专利技术能够使得节点快速、自主的接入无线自组网，并保证了节点间保持稳健的无线通信关系。通过本专利技术使节点间的无线数据通信采用定向传输，增加了传输距离的同时缩短了传输时间。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地
介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0027]图1为本专利技术的实施例中，在网节点数小于规划节点数时，主节点工作周期内的时隙划分图；
[0028]图2为本专利技术的超远距离无线自组网节点快速接入方法的流程图；
[0029]图3为本专利技术实施例中，入网节点接入无线自组网的流程图；
[0030]图4为本专利技术实施例中，主节点、预备从节点的RTT捕获时隙示意图。
具体实施方式
[0031]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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超远距离无线自组网节点快速接入方法，无线自组网中各节点之间采用扩频码进行通信，其特征在于，所述方法包含步骤：S1、若在网节点数小于规划节点数，在网主节点进入步骤S2，新入网节点进入步骤S3；S2、所述主节点在初始捕获时隙在各个波束方向发送初始捕获信息；初始捕获时隙结束后，主节点进入初始同步时隙，在各个波束方向发送初始同步信息；进入步骤S5；S3、入网节点上电后在各个波束方向尝试接收所述初始捕获信息；若在某个波束方向接收到初始捕获信息，入网节点转入初始同步时隙并在该波束方向尝试接收所述初始同步信息；若接收到初始同步信息，入网节点作为预备从节点与主节点进行同步，并在该波束方向建立固定波束；进入步骤S4；S4、所述预备从节点进入RTT捕获时隙，基于所述固定波束发送RTT捕获信息；所述RTT捕获时隙结束后，预备从节点进入RTT请求时隙，发送RTT请求报文；RTT请求时隙结束后，进入步骤S6；S5、主节点在初始同步时隙结束后进入RTT时隙；主节点在其RTT时隙的多个RTT捕获时隙中，在各个波束方向尝试接收所述RTT捕获信息；当主节点接收到RTT捕获信息，立即转入RTT请求时隙，尝试接收所述RTT请求报文，RTT请求时隙结束后进入步骤S6；S6、主节点转入RTT应答时隙，定向发送RTT应答报文；对应预备从节点基于接收到的所述RTT应答报文与主节点进行精同步；预备从节点成为从节点，完成网络接入。2.如权利要求1所述的超远距离无线自组网节点快速接入方法，其特征在于，还包含：步骤S7、主节点和所述从节点进入业务时隙，主节点向从节点发送主节点内存储的其他从节点的位置信息、MAC地址。3.如权利要求1所述的超远距离无线自组网节点快速接入方法，其特征在于，主节点、从节点、预备从节点均通过窄波束发送、接收信息。4.如权利要求1所述的超远距离无线自组网节点快速接入方法，其特征在于，步骤S3中所述与主节点进行同步包含：当入网节点在接收到主节点的初始同步信息，入网节点将自身时间同步到当前所在初始同步时隙的末尾时刻。5.如权利要求1所述的超远距离无线自组网节点快速接入方法，其特征在于，RTT时隙包含多个时隙单元，所述时隙单元依序包含：RTT捕获时隙、RTT请求时隙、RTT应答时隙；预备从节点在其RTT捕获时隙发送RTT捕获信息，主节点在其RTT捕获时隙接收预备从节点发送的RTT捕获信息；预备从节...

【专利技术属性】
技术研发人员：范明慧，李名祺，蒋开创，彭澎，马景馨，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：