一种无线自组网的实现方法
【专利摘要】本发明提出一种无线自组网的实现方法，所述无线自组网在无线帧结构中将用于簇内和簇间的控制信息划分至不同区域，并在无线帧结构中划分出各类广播业务专用的控制区和数据区。本发明通过采用特殊的帧结构，实现对不同类型、不同优先级业务的统筹调度，通过为高优先级广播业务预留专门的控制资源区和数据资源区，实现对业务优先级的保障。
【专利说明】
一种无线自组网的实现方法
技术领域
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线自组网的实现方法。
【背景技术】
[0002]在目前所见的公开的无线自组织网络中，较常见的成熟的技术方案以基于IEEE802.16的Mesh技术为代表，其Mesh模式物理帧结构如图1所示。无线帧中包括控制子帧和数据子帧，控制子帧在每帧的前端占据预定的OFDM符号，其内部可划分为若干时隙，剩余符号为数据子帧的符号。控制子帧固定采用QPSK调制和1/2码率的RS-CC编码。数据子帧可采用自定义的调制编码方式，但不支持每个Mesh帧进行变化。无线帧末尾为预留的保护间隔。
[0003]在无中心网络中，因不存在中心节点协调，节点传输数据时，发送节点和接收节点间需通过协商或竞争的方式获取传输数据的资源(传输的带宽以及持续的时长等)。在传统的无中心网络中，该方式应用于广播业务，例如PTT (语音广播)时，要与所有邻节点进行资源竞争或协商，考虑到所有邻节点的可用资源难以协调统一，且预约过程中的大量控制信息可能在传输过程中出现碰撞，因此有较高的可能出现资源获取失败的情况，传输效率较低。另外，目前主流的无中心网络中对不同类型的业务尚无较好的调度机制，可能出现已预约的单播业务占用的资源较离散，导致广播业务无法进行预约的情况，也无法在容纳尽可能多的业务前提下保障高优先级业务的顺利进行。
[0004]此外，在目前所见的公开的基于TDMA的无线自组网系统中，所有的时隙的划分都与上述类似，各个时隙之间预留保护间隔，避免节点间的距离不同和定时精度引起的时隙碰撞，但是与此同时，每个时隙在保留保护间隔的同时也会带来时隙利用率的降低，进一步影响了整个系统的吞吐量。
【发明内容】
[0005]本发明提出一种无线自组网的实现方法，该方法为:所述无线自组网在无线帧结构中将用于簇内和簇间的控制信息划分至不同区域，并在无线帧结构中划分出各类广播业务专用的控制区和数据区。
[0006]上述无线帧结构可以具体如下:
[0007]节点间通信的无线超帧由公共控制区、簇内控制区和若干个数据与PTT区组成，其中，
[0008]公共控制区由同步区、簇广播区、跨簇PTT业务指示区、跨簇路由和控制消息区组成；节点在同步区发送和接收同步相关信息，进行节点间的时钟同步，携带的信息至少包括自组网帧结构配置信息；节点在簇广播区发送和接收簇广播信息，携带的信息至少包括本簇相关信息；节点在跨簇PTT业务指示区发送和接收跨簇PTT业务指示信息、跨簇数据广播业务指示信息，分别用于进行跨簇PTT业务和跨簇数据广播业务的资源抢占；节点在跨簇路由和控制消息区发送和接收跨簇控制信息，至少包括跨簇资源预约和跨簇路由消息；
[0009]簇内控制区由节点广播区、簇内PTT业务指示区、簇内路由和控制消息区组成；节点在节点广播区发送和接收节点广播信息，携带的信息至少包括本节点相关信息；节点在簇内PTT业务指示区发送和接收簇内PTT业务指示信息、簇内数据广播业务指示信息，分别用于进行簇内PTT业务和簇内数据广播业务的资源抢占；节点在簇内路由和控制消息区发送和接收簇内控制信息，至少包括簇内资源预约信息和簇内路由信息；
[0010]数据与PTT区由若干个无线帧组成，每个无线帧由若干个簇内普通数据子帧、簇内广播数据子帧、跨簇广播数据子帧、簇内PTT子帧和跨簇PTT子帧组成；节点在数据与PTT区发送和接收数据和反馈信息，所述反馈信息包含重传反馈指示或信道质量指标或两者结合；节点在簇内普通数据子帧上发送和接收非实时或实时的单播业务，在簇内广播数据子帧上发送和接收簇内数据广播业务，在跨簇广播数据子帧上发送和接收跨簇数据广播业务，在簇内PTT子帧上发送和接收簇内PTT业务，在跨簇PTT子帧上发送和接收跨簇PTT业务。
[0011]优选的，公共控制区使用公共跳频模式；簇内控制区使用簇内跳频模式；数据与PTT区中，跨簇业务使用公共跳频模式，簇内业务使用簇内跳频模式。进一步的，节点在公共控制区、簇内控制区和数据与PTT区上进行频域传输资源选择时，根据各区对应的跳频模式确定与发送时间点对应的窄带频段位置，在所述窄带频段上选择单次传输使用的频域资源；所述单次传输使用的频域资源为所述窄带频段的全频段或部分带宽，通过在所述窄带频段内再次使用跳频确定所述部分带宽的频域位置。其中，所述频域传输资源选择可以包括:选择在资源抢占/预约中声明的业务将使用的频域传输资源，以及选择当前传输业务/控制消息使用的频域传输资源。
[0012]优选的，对于数据与PTT区，当簇内广播数据子帧、跨簇广播数据子帧、簇内PTT子帧或跨簇PTT子帧未被对应的簇内数据广播、跨簇数据广播、簇内PTT或跨簇PTT业务占用时，选择在这些子帧上发送和接收非实时或实时的单播业务。
[0013]上述具体无线帧结构还可以采用如下详细结构:
[0014]对于公共控制区:
[0015]同步区在时域上分为若干同步时隙，节点根据资源调度策略选择用于发送自身同步信号和同步信道的时隙；簇广播区在时域上分为若干簇广播时隙，节点根据资源调度策略选择用于发送自身簇广播信息的时隙；跨簇PTT业务指示区由时域上连续或离散的若干个跨簇PTT指示子帧组成，每个跨簇PTT指示子帧分为若干跨簇PTT指示时隙和跨簇数据广播指示时隙，节点根据资源调度策略选择用于发送跨簇PTT指示信息的跨簇PTT指示时隙、用于发送跨簇数据广播指示信息的跨簇数据广播指示时隙；跨簇路由和控制消息区由时域上连续或离散的若干个子帧组成，节点根据资源调度策略选择用于发送自身跨簇控制信息的子帧；
[0016]对于簇内控制区:
[0017]节点广播区由时域上连续的若干个子帧组成，节点根据资源调度策略选择用于发送自身节点广播信息的子帧；簇内PTT业务指示区由时域上连续或离散的若干个簇内PTT指示子帧组成，每个簇内PTT指示子帧分为若干簇内PTT指示时隙和簇内数据广播指示时隙，节点根据资源调度策略选择用于发送簇内PTT指示信息的簇内PTT指示时隙、用于发送簇内数据广播指示信息的簇内数据广播指示时隙；簇内路由和控制消息区由时域上连续或离散的若干个子帧组成，节点根据资源调度策略选择用于发送自身簇内控制信息的子帧；
[0018]对于数据与PTT区:
[0019]在时域上分为若干个数据子帧，节点根据在公共控制区和簇内控制区通过资源预约和抢占获得的资源选择使用的数据子帧。
[0020]基于上述帧结构，所述资源调度策略可以设计成:
[0021]优选的，对于公共控制区的同步区，节点根据自身的同步跳数选择用于发送自身同步信号和同步信道的时隙，相同或不同簇内的不同跳数的节点使用的同步资源在时域上是正交的，相同或不同簇内的相同跳数的节点使用相同的时域资源。
[0022]优选的，对于公共控制区的簇广播区，节点根据自身从属的簇的身份标识选择用于发送自身簇广播信息的时隙，从属于不同簇的节点使用的簇广播资源在时域上是正交的，从属于相同簇的节点使用相同的时域资源。
[0023]优选的，对于公共控制区的跨簇路由和控制消息区，在时域上分为若干子帧，在频域上划分为若干个子频带，一个子帧与一个子频带构成一个控制资源块，节点随机选择使用的控制资源块，或根据节点ID选择静态配置的控制资源块。
[0024]优选的，对于簇内控制的节点广播区，在时域上分为若干子帧，节点根据自身在簇内的身份标识选择用于发送自身节点广播信息的子帧，簇内不同节点使用的节点广播资源在时域上正交。
[0025]优选的，对于簇内控制区的簇内路由和控制消息区，在时域上分为若干子帧，在频域上划分为若干个子频带，一个子帧与一个子频带构成一个控制资源块，节点随机选择使用的控制资源块，或根据节点ID选择静态配置的控制资源块。
[0026]优选的，所述资源调度策略包括:
[0027](I)将跨簇的PTT/数据广播业务分为不同的组，组的个数由系统配置，每一组占用一系列公共控制区的跨簇PTT/数据广播指示时隙和一系列数据与PTT区的跨簇PTT/广播数据子帧；不同的组使用的跨簇PTT/数据广播指示时隙在时域上正交；不同的组使用的跨簇PTT/广播数据子帧在时域上正交；
[0028]同一组内的节点根据业务跳数区分使用的跨簇PTT/数据广播指示时隙、跨簇PTT/广播数据子帧，M跳范围以内不同业务跳数的节点使用的跨簇PTT/数据广播指示时隙在时域上正交，M跳范围以外的节点在时域上复用跨簇PTT/数据广播指示时隙，相同业务跳数的节点使用相同的跨簇PTT/数据广播指示时隙；N跳范围以内不同业务跳数的节点使用的跨簇PTT/广播数据子帧在时域上正交，N跳范围以外的节点在时域上复用跨簇PTT/广播数据子帧；相同业务跳数的节点使用相同的跨簇PTT/广播数据子帧；M、N由系统配置，M、N大于等于2;
[0029](2)簇内的PTT/数据广播业务使用的资源调度策略与同一组内的跨簇PTT/数据广播业务相同。
[0030]优选的，节点随机选择使用的指示时隙进行跨簇PTT业务、跨簇数据广播业务、簇内PTT业务和簇内数据广播业务的资源抢占。
[0031]优选的，节点按照节点ID使用静态配置的指示时隙进行跨簇PTT业务、跨簇数据广播业务、簇内PTT业务和簇内数据广播业务的资源抢占。
[0032]对于本发明的所有帧结构，节点还可以设置两种时隙发射状态:连续发射状态和非连续发射状态，连续发射状态表示节点占用连续时隙的时候在既定时隙和保护间隔上发送数据；非连续发射状态表示节点在既定时隙上发送数据，在保护间隔上不进行发送数据。进一步的，所述无线自组网为TDMA系统并采用HARQ机制，在无线帧结构中为HARQ反馈划分专用的时隙，HARQ反馈时隙与数据时隙一一对应；节点也可以在HARQ反馈时隙选择采用连续发射状态或非连续发射状态。
[0033]与现有技术相比，本发明的优点在于:(I)通过采用特殊的帧结构，实现对不同类型、不同优先级业务的统筹调度，通过为高优先级广播业务(数据广播和PTT)预留专门的控制资源区和数据资源区，实现对业务优先级的保障；(2)通过结合帧结构与跳频模式，可以大幅度增加系统最大支持的终端数目；(3)通过低优先级业务对高优先级广播数据业务的数据资源区的复用，最大化系统容量，提升通信系能；(4)通过特定资源调度策略，实现广播业务的资源预约与抢占，解决广播业务和其它业务可能的冲突；(5)在不进行帧结构改动以及保证用户的时隙之间不发生重叠和碰撞的前提之下，通过增加节点的连续发射状态，提升TDMA的时隙利用率，以扩大系统的吞吐量；在具有HARQ反馈的TDMA无线帧结构中，通过增加反馈节点的连续发射状态，还可以提升反馈的性能或者增加反馈的内容。
【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
[0035]图1为本发明【背景技术】的Mesh模式的物理帧结构图；
[0036]图2为本发明实施例一的无线超帧的结构示意图；
[0037]图3为本发明实施例一的无线超帧的公共控制区的结构示意图；
[0038]图4为本发明实施例一的公共控制区的同步区的结构示意图；
[0039]图5为本发明实施例一的公共控制区的簇广播区的结构示意图；
[0040]图6为本发明实施例一的跨族PTT指不子帧的结构不意图；
[0041]图7为本发明实施例一的无线超帧的簇内控制区的结构示意图；
[0042]图8为本发明实施例一的族内PTT指不子帧的结构不意图；
[0043]图9为本发明实施例一的无线超帧的数据与PTT区的结构示意图；
[0044]图10为本发明实施例三的TDMA系统的帧结构示意图；
[0045]图11为本发明实施例三的节点X配置为非连续发射状态的发射情况图；
[0046]图12为本发明实施例三的节点X配置为连续发射状态的发射情况图；
[0047]图13为本发明实施例三的HARQ反馈时隙的帧结构示意图；
[0048]图14为本发明实施例三的节点Y配置为非连续发射状态的发射情况图；
[0049]图15为本发明实施例三的节点Y配置为连续发射状态的发射情况图。
【具体实施方式】
[0050]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051]实施例一
[0052]本实施例将对无线自组网采用的特殊无线帧结构进行详细说明。节点间通信的无线超帧由公共控制区、簇内控制区和若干个数据与PTT区组成，如图2所示。
[0053]公共控制区由同步区、簇广播区、跨簇PTT业务指示区、跨簇路由和控制消息区组成，如图3所示。本实施例在公共控制区使用公共跳频模式，即全网节点使用相同的跳频模式(公共跳频模式选择的是全网节点使用的一个窄带频段，而不是具体使用的频域子载波位置)。
[0054]节点在公共控制区的同步区发送和接收同步信号与同步信道，同步信号用于进行节点间的时钟同步，同步信道中携带自组网相关信息，包括帧结构配置信息等。同步区的结构如图4所示。同步区在时域上分为若干同步时隙，节点根据自身的同步跳数选择用于发送自身同步信号和同步信道的时隙，相同或不同簇内的不同跳数的节点使用的同步资源在时域上是正交的，相同或不同簇内的相同跳数的节点使用相同的时域资源。
[0055]节点在公共控制区的簇广播区发送和接收簇广播消息，携带本簇信息，包括本簇身份标识等。簇广播区的结构如图5所示。簇广播区在时域上分为若干簇广播时隙，节点根据自身从属的簇的身份标识选择用于发送自身簇广播信息的时隙，从属于不同簇的节点使用的簇广播资源在时域上是正交的，从属于相同簇的节点使用相同的时域资源。
[0056]节点在公共控制区的跨簇PTT业务指示区发送和接收跨簇PTT业务指示信息、跨簇数据广播业务指示信息，分别用于进行跨簇PTT业务和跨簇数据广播业务的资源抢占。跨簇PTT业务指示区由公共控制区内时域上连续或离散的若干个跨簇PTT指示子帧组成，每个跨簇PTT指示子帧分为若干跨簇PTT指示时隙和跨簇数据广播指示时隙。本实施例如图6所示，每个公共控制区包含3个跨簇PTT指示子帧，每个跨簇PTT指示子帧分为4个跨簇PTT指示时隙和4个跨簇数据广播指示时隙。图6中，对于跨簇PTT指示时隙，其资源调度策略为:将跨簇的PTT业务分为4组(组的个数由系统自由设置)，每一组占用每个跨簇PTT指示子帧的I个跨簇PTT指示时隙，共占用公共控制区的3个跨簇PTT指示时隙；不同的组使用的跨簇PTT指示时隙在时域上正交。同一组内的节点根据业务跳数区分使用的跨簇PTT指示时隙，2跳范围以内不同业务跳数的节点使用的跨簇PT指示时隙在时域上正交(跳数范围由系统自由设置)，2跳范围以外的节点在时域上复用跨簇PTT指示时隙，相同业务跳数的节点使用相同的跨簇PTT指示时隙。跨簇数据广播指示时隙的资源调度策略同理，更详细的过程可参见下文对于数据与PTT区的跨簇PTT/广播数据子帧的资源调度策略的描述。
[0057]节点在公共控制区的跨簇路由和控制消息区发送和接收控制信息，包括跨簇路由信息、跨簇节点地理位置信息、跨簇资源预约信息。跨簇路由和控制消息区由公共控制区内时域上连续或离散的若干个子帧组成，并且簇路由在频域上划分为若干个子频带，一个跨簇控制子帧与一个子频带构成一个控制资源块，节点随机选择使用的控制资源块。
[0058]簇内控制区由节点广播区、簇内PTT业务指示区、簇内路由和控制消息区组成，如图7所示。本实施例在簇内控制区使用簇内跳频模式，即某个簇内的所有节点使用相同的跳频模式，成为该簇的簇内跳频模式，不同簇使用不同的簇内跳频模式(簇内跳频模式选择的是簇内节点使用的一个窄带频段，而不是具体使用的频域子载波位置)。
[0059]节点在簇内控制区的节点广播区发送和接收节点广播信息，携带的信息至少包括本节点相关信息。节点广播区由簇内控制区内时域上连续的若干个子帧组成，节点根据自身在簇内的身份标识选择用于发送自身节点广播信息的子帧，簇内不同节点使用的节点广播资源在时域上是正交的。
[0060]节点在簇内控制区的簇内PTT业务指示区发送和接收簇内PTT业务指示信息、簇内数据广播指示信息，分别用于进行簇内PTT业务和簇内数据广播业务的资源抢占。簇内PTT业务指示区由簇内控制区内时域上离散的若干个簇内PTT指示子帧组成；每个簇内PTT指示子帧分为若干簇内PTT指示时隙和若干簇内数据广播指示时隙，帧结构如图8所示。
[0061]对于簇内PTT指示时隙，每个簇内控制区包含3个簇内PTT指示子帧，其资源调度策略为:节点根据自身的簇内PTT业务跳数选择用于发送簇内PTT指示信息的簇内PTT指示时隙，2跳范围以内不同簇内PTT业务跳数的节点使用的簇内PTT指示时隙在时域上正交，2跳范围以外的节点在时域上复用簇内PTT指示时隙，相同簇内PTT业务跳数的节点使用相同的簇内PTT指示时隙。簇内数据广播指示时隙的资源调度策略同理。
[0062]节点在簇内控制区的簇内路由和控制消息区发送和接收控制信息，包括簇内路由信息，簇内资源预约信息。簇内路由和控制消息区由簇内控制区内时域上连续或离散的若干个子帧组成。簇内路由和控制消息区在在频域上划分为若干个子频带，一个子帧与一个子频带构成一个控制资源块，节点随机选择使用的控制资源块。
[0063]节点在数据与PTT区发送和接收数据和反馈信息，所述反馈信息由节点根据数据与PTT区内接收数据的状态构造，包含重传反馈指示或信道质量指标或两者结合。数据与PTT区由若干个无线帧组成，每个无线帧由若干个簇内普通数据子帧、簇内广播数据子帧、跨簇广播数据子帧、簇内PTT子帧和跨簇PTT子帧组成，如图9所示，每个数据与PTT区包含3个无线帧，每个无线帧包含4个跨簇PTT子帧。数据与PTT区中，跨簇业务使用公共跳频模式，簇内业务使用簇内跳频模式。节点根据在公共控制区和簇内控制区通过资源预约和抢占获得的资源选择使用的数据子帧。
[0064]节点在簇内普通数据子帧上发送和接收非实时或实时的单播业务，使用在簇内控制区通过资源预约相关信息预约到的时域资源。
[0065]节点在簇内广播数据子帧上发送和接收簇内数据广播业务，在簇内PTT子帧上发送和接收簇内PTT业务，在跨簇广播数据子帧上发送和接收跨簇数据广播业务，在跨簇PTT子帧上发送和接收跨簇PTT业务，使用在簇内控制区和公共控制区通过资源抢占获取的时域资源。
[0066]对于跨簇PTT子帧，在公共控制区通过资源抢占获取时域资源，其资源调度策略为:将跨簇的PTT业务分为4组，每一组占用数据与PTT区的每个无线帧的I个跨簇PTT子帧，共占用3个跨簇PTT子帧，不同的组使用的跨簇PTT子帧在时域上正交。同一组内的节点根据业务跳数区分使用的跨簇PTT子帧，2跳范围以内不同业务跳数的节点使用的跨簇PTT子帧在时域上正交，2跳范围以外的节点在时域上复用跨簇PTT子帧，相同业务跳数的节点使用相同的跨簇PTT子帧(如果系统中每个数据与PTT区包含3个无线帧，每个无线帧包含4k个跨簇PTT子帧，k大于I，则系统可以设置成每一组占用每个无线帧的k个跨簇PTT子帧，共占用3k个跨簇PTT子帧，3k-l跳范围以内不同业务跳数的节点使用的跨簇PTT子帧在时域上正交)。具体如图9所示:
[0067](I)在偶数帧SFO内，组O的PTT业务源节点使用数据与PTT区O?3的每个区中无线帧O中的组O跨簇PTT子帧发送PTT业务数据报文I (I跳)；
[0068](2) PTT 2跳节点在SR)收到以上I跳PTT业务数据，在数据与PTT区O?3的每个区中无线帧I中的组O跨簇PTT子帧转发PTT业务数据报文I (2跳);
[0069](3) PTT 3跳节点在SR)收到以上2跳PTT业务数据，在数据与PTT区O?3的每个区中无线帧2中的组O跨簇PTT子帧转发PTT业务数据报文I (3跳);
[0070](4)在随后的奇数帧SFl内，组O的业务源节点发送PTT业务数据报文2 (下一个PTT业务数据报文包)，使用数据与PTT区O?3的每个区中无线帧O中的组O跨簇PTT子帧(I跳)；与此同时，PTT 4跳节点在SR)收到步骤3中3跳PTT节点转发的PTT业务数据报文1，在SFl的数据与PTT区O?3的每个区中无线帧O中的组O跨簇PTT子帧转发PTT业务数据报文I (4跳)。此时I跳节点和4跳节点实质上使用了相同的时域资源，发送的是不同的两个数据包，形成资源复用；同理，PTT2跳节点转发数据报文2，PTT 5跳节点转发数据报文1，同样使用相同的时域资源。PTT3跳，6跳节点以此类推。
[0071]对于跨簇广播数据子帧，其资源调度策略与上述跨簇PTT子帧的资源调度策略相同。
[0072]对于簇内PTT子帧，在簇内控制区通过资源抢占获取时域资源，其资源调度策略为:节点根据自身的簇内PTT业务跳数选择簇内PTT子帧，2跳范围以内不同簇内PTT业务跳数的节点使用的簇内PTT子帧在时域上正交，2跳范围以外的节点在时域上复用簇内子帧，相同簇内PTT业务跳数的节点使用相同的簇内子帧。簇内数据子帧的资源调度策略同理。
[0073]当簇内广播数据子帧、跨簇数据广播子帧、簇内PTT子帧或跨簇PTT子帧未被对应的簇内数据广播、跨簇数据广播、簇内PTT或跨簇PTT业务占用时，也可以在以上子帧上发送和接收非实时或实时的单播业务。使用在簇内控制区通过资源预约相关信息预约到的时域资源。
[0074]节点在以上帧结构中的各个区(包括同步区、簇广播区、节点广播区、跨簇/簇内PTT指示区、跨簇/簇内路由与控制信息区、数据与PTT区)上传输信号时，对于业务数据传输时使用的频域资源，如果此前在资源预约或抢占中声明对应业务使用的频域资源位置，应使用此前声明的频域资源；其它情况下，发送节点可以自行选择使用的频域资源。节点选择传输使用的频域资源(包括选择当前传输业务/控制消息使用的频域传输资源，以及选择用于在资源抢占/预约中声明的业务将使用的频域传输资源)时，根据对应的跳频模式确定与发送时间点对应的窄带频段位置，在该窄带频段上选择单次传输具体使用的频域资源。其中，在选择具体使用的频域资源时，帧结构支持节点选择全部窄带带宽，即在跳频跳至的窄带频段上使用全频段进行发送；也支持使用该窄带频段的部分带宽。可以通过在该窄带频段内再次使用跳频确定使用的部分带宽的频域位置，其优点在于，当通信范围内的多个节点选择用于传输的资源在时域形成冲突时，通过在频域上的跳频，可以实现多个节点在同一子帧或时隙上使用不同的频域子载波，从而降低冲突造成的性能损失。
[0075]上述节点在宽带上通过跳频选择使用的窄带频段所用的跳频模式，和在选定的窄带频段上通过跳频选择使用的子载波所用的跳频模式，二者是相互独立的。跳频模式使用的策略包括根据节点ID计算伪随机、根据节点ID分配预配置的跳频图样、全网使用相同的跳频图样但根据节点ID预先分配跳频起始位置等。
[0076]本实施例在帧结构中将用于不同范围(簇内/簇间)的控制信息跨分至不同区域，并结合跳频实现不同簇内节点使用资源在时域和/或频域上的隔离，从而减少节点发送的控制信息在时域的冲突，增加了自组网支持的节点数目。在帧结构中划分出各类广播业务专用的控制区和数据区，从而结合资源调度策略，在专用控制区上完成资源预约，可以避免有反馈的数据广播业务预约机制中出现的多节点产生大量反馈信息的情况，和无反馈的数据广播业务预约机制中可能出现的数据业务与其它业务的碰撞造成的对邻节点的影响；还避免了单播业务占用时域资源过于离散导致广播业务的预约失败。此外，通过对广播业务使用的数据区域进行复用，最大化系统容量，并增强系统灵活性。
[0077]实施例二
[0078]帧结构中的公共控制区中的跨簇PTT业务指示区、簇内控制区中的簇内PTT业务指示区分为若干跨簇PTT指示时隙、跨簇数据广播指示时隙、簇内PTT指示时隙和簇内数据广播指示时隙。本实施例与实施例一的区别在于:
[0079]节点可以随机选择使用的指示时隙进行跨簇PTT业务、跨簇数据广播业务、簇内PTT业务和簇内数据广播业务的资源抢占；
[0080]节点也可以按照节点ID使用静态配置的指示时隙进行跨簇PTT业务、跨簇数据广播业务、簇内PTT业务和簇内数据广播业务的资源抢占。
[0081]实施例三
[0082]本实施例的无线自组网为TDMA系统，TDMA系统中每个时隙之间会预留一段Guard(保护间隔)，如图10所示，目的是防止不同位置的用户在相邻时隙上发送的时候避免时隙碰撞，如果在单个用户占用连续时隙的时候，将不会发生时隙碰撞，因此可以将中间的保护间隔作为可用符号，充分利用起来，从而达到提升系统效率的目的。本实施例基于这种思想，定义了两种时隙发射两种状态:连续发射状态和非连续发射状态，其中连续发射状态表示节点占用连续时隙的时候可以在既定的时隙上发送，也可以在前后两个时隙之间的Guard上发送数据；非连续发射状态表示节点按照正常的时隙结构发射，在正常时隙上发送数据，在时隙之间的Guard上不进行发送数据。则节点X配置为非连续发射状态的发射情况如图11所示，节点X配置为连续发射状态的发射情况如图12所示。
[0083]此外，本实施例为了实现较可靠的传输，还采用了 HARQ (Hybrid AutomaticRepeat reQuest)机制，在无线帧结构中为HARQ反馈划分专用的时隙，设置较短的HARQ反馈时隙与数据时隙一一对应，如图13所示，其中H1，…，HN代表各个HARQ反馈信道，N为发送节点X联系占用的时隙个数。则当发送节点采用非连续发射状态时，接收节点Y在HARQ反馈时隙也采用非连续发射状态，如图14所示；当发送节点采用连续发射状态时，接收节点Y在HARQ反馈时隙也采用连续发射状态，如图15所示。
[0084]本实施例中，对于发送节点来说，连续发送状态下可以传输更多的数据获得更高的数据速率，或者采用较低码率传输获得高的可靠性；对于接收节点来说，可以采用更低的码率提高反馈的准确度，或者可以额外的携带一些其他的反馈信息，以方便发送端更好的进行调度。
[0085]本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0086]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种无线自组网的实现方法，其特征在于: 所述无线自组网在无线帧结构中将用于簇内和簇间的控制信息划分至不同区域，并在无线帧结构中划分出各类广播业务专用的控制区和数据区。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线帧结构具体如下: 节点间通信的无线超帧由公共控制区、簇内控制区和若干个数据与PTT区组成，其中， 公共控制区由同步区、簇广播区、跨簇PTT业务指示区、跨簇路由和控制消息区组成；节点在同步区发送和接收同步相关信息，进行节点间的时钟同步，携带的信息至少包括自组网帧结构配置信息；节点在簇广播区发送和接收簇广播信息，携带的信息至少包括本簇相关信息；节点在跨簇PTT业务指示区发送和接收跨簇PTT业务指示信息、跨簇数据广播业务指示信息，分别用于进行跨簇PTT业务和跨簇数据广播业务的资源抢占；节点在跨簇路由和控制消息区发送和接收跨簇控制信息，至少包括跨簇资源预约和跨簇路由消息； 簇内控制区由节点广播区、簇内PTT业务指示区、簇内路由和控制消息区组成；节点在节点广播区发送和接收节点广播信息，携带的信息至少包括本节点相关信息；节点在簇内PTT业务指示区发送和接收簇内PTT业务指示信息、簇内数据广播业务指示信息，分别用于进行簇内PTT业务和簇内数据广播业务的资源抢占；节点在簇内路由和控制消息区发送和接收簇内控制信息，至少包括簇内资源预约信息和簇内路由信息； 数据与PTT区由若干个无线帧组成，每个无线帧由若干个簇内普通数据子帧、簇内广播数据子帧、跨簇广播数据子帧、簇内PTT子帧和跨簇PTT子帧组成；节点在数据与PTT区发送和接收数据和反馈信息，所述反馈信息包含重传反馈指示或信道质量指标或两者结合；节点在簇内普通数据子帧上发送和接收非实时或实时的单播业务，在簇内广播数据子帧上发送和接收簇内数据广播业务，在跨簇广播数据子帧上发送和接收跨簇数据广播业务，在簇内PTT子帧上发送和接收簇内PTT业务，在跨簇PTT子帧上发送和接收跨簇PTT业务。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于: 公共控制区使用公共跳频模式；簇内控制区使用簇内跳频模式；数据与PTT区中，跨簇业务使用公共跳频模式，簇内业务使用簇内跳频模式。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于: 节点在公共控制区、簇内控制区和数据与PTT区上进行频域传输资源选择时，根据各区对应的跳频模式确定与发送时间点对应的窄带频段位置，在所述窄带频段上选择单次传输使用的频域资源； 所述单次传输使用的频域资源为所述窄带频段的全频段或部分带宽，通过在所述窄带频段内再次使用跳频确定所述部分带宽的频域位置。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于: 所述频域传输资源选择包括:选择在资源抢占/预约中声明的业务将使用的频域传输资源，以及选择当前传输业务/控制消息使用的频域传输资源。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于: 对于数据与PTT区，当簇内广播数据子帧、跨簇广播数据子帧、簇内PTT子帧或跨簇PTT子帧未被对应的簇内数据广播、跨簇数据广播、簇内PTT或跨簇PTT业务占用时，选择在这些子帧上发送和接收非实时或实时的单播业务。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于: 对于公共控制区: 同步区在时域上分为若干同步时隙，节点根据资源调度策略选择用于发送自身同步信号和同步信道的时隙；簇广播区在时域上分为若干簇广播时隙，节点根据资源调度策略选择用于发送自身簇广播信息的时隙；跨簇PTT业务指示区由时域上连续或离散的若干个跨簇PTT指示子帧组成，每个跨簇PTT指示子帧分为若干跨簇PTT指示时隙和跨簇数据广播指示时隙，节点根据资源调度策略选择用于发送跨簇PTT指示信息的跨簇PTT指示时隙、用于发送跨簇数据广播指示信息的跨簇数据广播指示时隙；跨簇路由和控制消息区由时域上连续或离散的若干个子帧组成，节点根据资源调度策略选择用于发送自身跨簇控制信息的子帧； 对于簇内控制区: 节点广播区由时域上连续的若干个子帧组成，节点根据资源调度策略选择用于发送自身节点广播信息的子帧；簇内PTT业务指示区由时域上连续或离散的若干个簇内PTT指示子帧组成，每个簇内PTT指示子帧分为若干簇内PTT指示时隙和簇内数据广播指示时隙，节点根据资源调度策略选择用于发送簇内PTT指示信息的簇内PTT指示时隙、用于发送簇内数据广播指示信息的簇内数据广播指示时隙；簇内路由和控制消息区由时域上连续或离散的若干个子帧组成，节点根据资源调度策略选择用于发送自身簇内控制信息的子帧； 对于数据与PTT区: 在时域上分为若干个数据子帧，节点根据在公共控制区和簇内控制区通过资源预约和抢占获得的资源选择使用的数据子帧。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述资源调度策略包括: 对于公共控制区的同步区，节点根据自身的同步跳数选择用于发送自身同步信号和同步信道的时隙，相同或不同簇内的不同跳数的节点使用的同步资源在时域上是正交的，相同或不同簇内的相同跳数的节点使用相同的时域资源。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述资源调度策略包括: 对于公共控制区的簇广播区，节点根据自身从属的簇的身份标识选择用于发送自身簇广播信息的时隙，从属于不同簇的节点使用的簇广播资源在时域上是正交的，从属于相同簇的节点使用相同的时域资源。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述资源调度策略包括: 对于公共控制区的跨簇路由和控制消息区，在时域上分为若干子帧，在频域上划分为若干个子频带，一个子帧与一个子频带构成一个控制资源块，节点随机选择使用的控制资源块，或根据节点ID选择静态配置的控制资源块。11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述资源调度策略包括: 对于簇内控制的节点广播区，在时域上分为若干子帧，节点根据自身在簇内的身份标识选择用于发送自身节点广播信息的子帧，簇内不同节点使用的节点广播资源在时域上正交。12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述资源调度策略包括: 对于簇内控制区的簇内路由和控制消息区，在时域上分为若干子帧，在频域上划分为若干个子频带，一个子帧与一个子频带构成一个控制资源块，节点随机选择使用的控制资源块，或根据节点ID选择静态配置的控制资源块。13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述资源调度策略包括: (1)将跨簇的PTT/数据广播业务分为不同的组，组的个数由系统配置，每一组占用一系列公共控制区的跨簇PTT/数据广播指示时隙和一系列数据与PTT区的跨簇PTT/广播数据子帧；不同的组使用的跨簇PTT/数据广播指示时隙在时域上正交；不同的组使用的跨簇PTT/广播数据子帧在时域上正交； 同一组内的节点根据业务跳数区分使用的跨簇PTT/数据广播指示时隙、跨簇PTT/广播数据子帧，M跳范围以内不同业务跳数的节点使用的跨簇PTT/数据广播指示时隙在时域上正交，M跳范围以外的节点在时域上复用跨簇PTT/数据广播指示时隙，相同业务跳数的节点使用相同的跨簇PTT/数据广播指示时隙；N跳范围以内不同业务跳数的节点使用的跨簇PTT/广播数据子帧在时域上正交，N跳范围以外的节点在时域上复用跨簇PTT/广播数据子帧；相同业务跳数的节点使用相同的跨簇PTT/广播数据子帧；M、N由系统配置，M、N大于等于2; (2)簇内的PTT/数据广播业务使用的资源调度策略与同一组内的跨簇PTT/数据广播业务相同。14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述资源调度策略包括: 节点随机选择使用的指示时隙进行跨簇PTT业务、跨簇数据广播业务、簇内PTT业务和簇内数据广播业务的资源抢占。15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述资源调度策略包括: 节点按照节点ID使用静态配置的指示时隙进行跨簇PTT业务、跨簇数据广播业务、簇内PTT业务和簇内数据广播业务的资源抢占。16.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于: 节点设置两种时隙发射状态:连续发射状态和非连续发射状态，连续发射状态表示节点占用连续时隙的时候在既定时隙和保护间隔上发送数据；非连续发射状态表示节点在既定时隙上发送数据，在保护间隔上不进行发送数据。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于: 所述无线自组网为TDMA系统并采用HARQ机制，在无线帧结构中为HARQ反馈划分专用的时隙，HARQ反馈时隙与数据时隙一一对应；节点在HARQ反馈时隙选择采用连续发射状态或非连续发射状态。
【文档编号】H04W16/10GK106034304SQ201510103518
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月10日
【发明人】孙鹏, 俞岚, 周淼, 李静叶, 董付现
【申请人】北京信威通信技术股份有限公司