动态自组织点对点时分多址通信同步方法
【专利摘要】一种包括提供点对点（ad-hoc）时分多址（TDMA）移动通信网络的TDMA同步方法和系统，该通信网络包括多个移动单元，从多个移动单元的一个移动单元发送信息包到多个移动单元中的其余各个移动单元。该方法和系统还包括在多个移动单元中的其余各个移动单元处比较对应的前同步码检测时间trx,i与预定时间参数tc0rr，并相应地调整多个移动单元中的其余各个移动单元的对应的前同步码检测时间trx,i。此外，还公开了如果执行发送的移动单元存在于通信网络中并且又重新连接到通信网络，则使用具有刷新程序的定向同步程序进行逻辑时隙同步及其增强的方法。
【专利说明】动态自组织点对点时分多址通信同步方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种不需要固定基础设施的动态自组织点对点(ad-hoc)时分多址(TDMA)通信同步方法。
【背景技术】
[0002]下列现有技术被认为是本领域的当前状态: [0003]第7，082，111号美国专利说明了将一组属于共同时分多址(TDMA，time divisionmultiple access)信道的时隙分配到收发器节点网络的方法。该方法包括以下步骤:将时隙组划分为多个时隙子组，并为每一个收发器节点定义一个共同功能，即多个时隙子组中的每一个时隙子组分派给空间中的一个点，其中空间中的各个点通过定期识别空间坐标集而由唯一的空间坐标识别。
[0004]第6，490，456号美国专利说明了一种不需要基站提供同步的情形下定位移动单元的方法。这是一种通过测量至少三个往返行程延迟值来计算多个基站和移动单元之间距离的三角测量法。
[0005]第2008/0165745号美国公开专利申请说明了一种用于通信的系统和方法，包括形成TDMA网状网络的多个无线节点。每一个无线节点包括发送器和接收器，可操作来利用TDMA时期通过TDMA网状网络将数据包从源节点经过中间节点发送到目标节点，从而在无线节点传输数据包之前在时间和TDMA时期两者上分配信道时隙。
[0006]1.Rhee 等人的 “DRAND !Distributed Randomized TDMA Scheduling forWireless Ad-hoc Networks (用于无线Ad-hoc网络的分布式随机TDMA调度)”，MobiHoc' 06, May22 - 25，2006, Florence, Italy说明了一种不需要时间同步的随机时隙调
度算法。
[0007]但是，现有技术并没有描述不需要固定基础设施的动态自组织点对点TDMA通信同步方法。因此，本领域需要提供一种不依赖于固定基础设施的自组织的TDMA通信同步方法。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种不需要固定基础设施的动态自组织点对点TDMA通信同步方法。本发明不使用基站和/或相似基础设施来控制和监控移动单元之间的语音和数据传输。在本发明中，移动单元或者收发器节点为自组织。
[0009]文中所述同步方法涉及一种典型的通信网络，其支持语音通信和数据传输并与现有通信设备相连接，允许本通信网络集成到更大的网络中。本通信网络不需要固定基础设施并且是自组织的，因此，使采用本同步方法发明的通信网络对于公共安全服务尤其有用，比如执法服务、救援团队、军队以及任何其他不具备通信基础设施的用户或者用户组。
[0010]母移动单元通常但不必是网络中第一个被激活的移动单元，母移动单元通过将信息包传输到网络中的其他部件而暂时控制网络中的传输。如果满足保持作为母移动单元的条件，第一移动单元仍为控制移动单元。如果不满足保持作为母移动单元的条件，将用网络中满足条件的另外一个部件更换母移动单元。典型的条件包括移动单元上的信息包前同步码的检测时间小于预定时间标准的条件，等。通常情况下，预定时间标准为大约300 μ sec。可以理解，tcorr的值为变量，随移动单元的物理接口(PHY)而变化。
[0011]本发明的目的是提供一种TDMA同步方法，包括:提供一种点对点TDMA移动通信网络，该通信网络包括多个移动单元；将信息包从多个移动单元中的一个移动单元传输至多个移动单元中的其余各个移动单元，该信息包至少包括前同步码；在多个移动单元中的其余每个移动单元处接收信息包；在多个移动单元中的其余各个移动单元上测量信息包的对应的前同步码检测时间t^i。该方法还包括在多个移动单元中的其余各个移动单元上将对应的前同步码检测时间和预定时间参数相比较；以及如果小于亿。?，则将多个移动单元中的其余各个移动单元的对应的前同步码检测时间仁。调整至等于tco?,从而使多个移动单元中的其余各个移动单元的时分复用(TDM)时隙与执行发送的移动单元的TDM时隙同步。
[0012]本发明的目的是提供一种TDMA同步系统，包括:点对点TDMA移动通信网络和多个移动单元，其中移动单元接收至少包括前同步码的信息包，将信息包从通信网络的母移动单元传输到多个移动单元中的其余各个移动单元，多个移动单元中的其余各个移动单元测量对应的前同步码检测时间ku，并将对应的前同步码检查时间仁。和系统时间参数相比较，如果对应的前同步码检测时间小于，则调整对应的前同步码检测时间使其等于系统时间参数?εΜΤ。
[0013]本发明的目的是提供一种在点对点TDMA移动通信网络中进行TDMA同步的设备，包括:所述设备接收至少包括前同步码的信息包，从通信网络的母移动单元将该信息包传输到各个设备，所述设备测量对应的前同步码检测时间，并将对应的前同步码检测时间和预定时间参数亿。?相比较。如果对应的前同步码检测时间小于，则调整对应的前同步码检测时间使其等于预定时间参数t。。—
[0014]本发明的目的还在于披露了，如果多个移动单元中的各个移动单元的等于tcorr或者tni大于t。.，则多个移动单元中的其余各个移动单元在不调整对应的前同步码检测时间的情况下等待下一个信息包。
[0015]本发明的又一个目的还在于披露了，信息包还包括移动单元识别号MU_ID、移动单元同步识别号SYNC_ID和数据负载。
[0016]本发明的目的还在于披露了，识别信息包的预定时隙大小Ssize。
[0017]本发明的目的还在于披露了，识别所接收到的信息包中的至少一个移动单元识别号 MU_ID。
[0018]本发明的目的还在于披露了，在多个移动单元中的各个移动单元上识别前同步码结束时的时隙号Smct。
[0019]本发明的目的还在于披露了， 检测最终时隙Sfinal，在所述最终时隙Sfinal处从执行发送的移动单元接收到数据包。
[0020]本发明的目的还在于披露了，确定来自多个移动单元中的各个移动单元的共同TDMA逻辑方案开始的时隙号Sstart:
【权利要求】
1.一种TDMA同步方法，包括: 提供点对点TDMA移动通信网络，所述通信网络包括多个移动单元； 从所述多个移动单元中的一个移动单元向所述多个移动单元中的其余各个移动单元发送信息包，所述信息包至少包括前同步码； 在所述多个移动单元中的其余各个移动单元处接收所述信息包； 在所述多个移动单元中的其余各个移动单元处测量所述信息包的对应的前同步码检测时间to ； 其中，所述方法还包括: 在所述多个移动单元中的其余各个移动单元处对所述对应的前同步码检测时间与预定时间参数进行比较，以及 如果仁。小于t。.，将所述多个移动单元中的其余各个移动单元的对应的前同步码检测时间Id调整为等于teOT，由此将所述多个移动单元中的其余各个移动单元的TDM时隙与执行发送的移动单元的TDM时隙进行同步。
2.根据权利要求1所述的TDMA同步方法，其中还包括，如果所述多个移动单元中的每个移动单元的tni等于，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元在不调整所述对应的前同步码检测时间的情况下等待下一个信息包。
3.根据权利要求1所述的TDMA同步方法，其中还包括，如果大于t。.，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元在不调整所述对应的前同步码检测时间的情况下等待下一个信息包。
4.根据权利要求1所述的TDMA同步方法，其中，所述信息包还包括移动单元识别号MU_ID、移动单元同步识别号SYNC_ID以及数据负载。
5.根据权利要求1和4所述的TDMA同步方法，其中还包括，识别所述信息包的预定时隙大小。
6.根据权利要求1和4所述的TDMA同步方法，其中还包括，识别在所接收到的信息包中的至少一个移动单元识别号MU_ID。
7.根据权利要求1和4所述的TDMA同步方法，其中还包括，在所述多个移动单元中的每个移动单元处识别所述前同步码结束时的时隙号S。。—
8.根据权利要求1和4所述的TDMA同步方法，其中还包括，检测最终时隙Sfinal,在所述最终时隙Sfinal处检测到从执行发送的移动单元接收的数据包。
9.根据权利要求4- 8所述的TDMA同步方法，其中还包括: 确定来自所述多个移动单元中的其余各个移动单元的共同TDMA逻辑方案开始的时隙号S.V
10.根据权利要求1、2或3所述的TDMA同步方法，所述信息包以不同的接收时间来接收。
11.根据权利要求9所述的TDMA同步方法，其中还包括，将所述多个移动单元中的其余各个移动单元的移动单元同步识别号与执行发送的移动单元的移动识别号相比较，从而确保所述多个移动单元中的其余各个移动单元与执行发送的移动单元保持通信。
12.根据前面任意一项权利要求所述的TDMA同步方法，其中所述预定时间参数通过物理接口的实施来确定。
13.根据前面任意一项权利要求所述的TDMA同步方法，其中还包括，如果执行发送的移动单元存在于所述通信网络中，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元保留所述SYNC_ID。
14.一种TDMA同步系统，包括: 点对点TDMA移动通信网络，以及 多个移动单元， 其中，所述移动单元接收至少包括前同步码的信息包，从所述通信网络的母移动单元将所述信息包发送到所述多个移动单元中的每个移动单元，所述多个移动单元中的每个移动单元测量对应的前同步码检测时间，并将所述对应的前同步码检测时间tni与系统时间参数t。.相比较，如果所述对应的前同步码检测时间小于，则将所述对应的前同步码检测时间调整为等于所述系统时间参数t。.。
15.根据权利要求14所述的TDMA同步系统，其中包括，如果tni等于t。.，则所述多个移动单元中的一个移动单元在不调整所述对应的前同步码检测时间的情况下等待下一个信息包。
16.根据权利要求14所述的TDMA同步系统，还包括，如果tni大于t。.，则所述多个移动单元中的一个移动单元在不调整所述对应的前同步码检测时间的情况下等待下一个信息包。
17.根据权利要求14所述的TDMA同步系统，其中，所述信息包还包括移动单元识别号MU_ID、移动单元同步识别号SYNC_ID、以及数据负载。
18.根据权利要求14和17所述的TDMA同步系统，其中还包括，识别所述信息包的预定时隙大小Ssize。
19.根据权利要求14和17所述的TDMA同步系统，其中还包括，识别在所接收到的通讯包中的至少一个移动单元识别号MU_ID。
20.根据权利要求14和17所述的TDMA同步系统，其中还包括，在所述多个移动单元中的每个移动单元处识别所述前同步码结束时的时隙号S。。—
21.根据权利要求14和17所述的TDMA同步系统，其中还包括，检测最终时隙Sfinal，在所述最终时隙Sfinal处检测到从执行发送的移动单元接收的数据包。
22.根据权利要求17- 21所述的TDMA同步系统，其中还包括: 确定来自所述多个移动单元中的其余各个移动单元的共同TDMA逻辑方案开始的时隙号S.VvjStart.Sstart SSiZe*MU—ID+Sfinai Scorr, 从而对来自所述多个移动单元中的至少一个移动单元和其余各个移动单元的共同TDMA逻辑方案进行帧同步。
23.根据权利要求14、15和16所述的TDMA同步系统，所述信息包以不同的接收时间来接收。
24.根据权利要求22所述的TDMA同步系统，其中还包括，对所述多个移动单元中的其余各个移动单元的移动单元同步识别号与执行发送的移动单元的移动识别号进行比较，从而确保所述多个移动单元中的其余各个移动单元与执行发送的移动单元保持通信。
25.根据权利要求14- 24中任意一项所述的TDMA同步系统，所述预定时间参数由物理接口的实施来确定。
26.根据权利要求14-24中任意一项所述的TDMA同步系统，还包括，如果执行发送的移动单元存在于所述通信网络中，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元保留所述SYNC_ID。
27.一种点对点TDMA移动通信网络中的TDMA同步设备，包括: 所述设备接收至少包括前同步码的信息包，所述信息包从所述通信网络的母移动单元发送到每个所述设备，所述设备测量对应的前同步码检测时间ku，并将所述对应的前同步码检测时间与预定时间参数相比较，如果所述对应的前同步码检测时间小于tcorr,则将所述对应的前同步码检测时间调整为等于所述预定时间参数tM?。
28.根据权利要求27所述的TDMA同步设备，其中，如果Inu等于t。.，则所述设备在不调整所述对应的前同步码检测时间的情况下等待下一个信息包。
29.根据权利要求27所述的TDMA同步设备，其中，如果大于t。.，则所述设备在不调整所述对应的前同步码检测时间的情况下等待下一个信息包。
30.根据权利要求27所述的TDMA同步设备，其中，所述信息包还包括移动单元识别号MU_ID、移动单元同步识别号SYNC_ID以及数据负载。
31.根据权利要求27和30所述的TDMA同步设备，其中还包括，识别所述信息包的预定时隙大小Ssize。`
32.根据权利要求27和30所述的TDMA同步设备，其中还包括，识别在所接收到的信息包中的至少一个移动单元识别号MU_ID。
33.根据权利要求27和30所述的TDMA同步设备，其中还包括，在所述多个移动单元中的每个移动单元处识别所述前同步码结束时的时隙号S。。—
34.根据权利要求27和30所述的TDMA同步设备，其中还包括，检测最终时隙Sfinal,在所述最终时隙Sfinal处检测到从所述发送移动单元接收的数据包。
35.根据权利要求27- 34所述的TDMA同步设备，其中还包括， 确定来自所述多个移动单元中的其余各个移动单元的共同TDMA逻辑方案开始的时隙号
36.根据权利要求27、28和29所述的TDMA同步设备，其中，所述信息包以不同的接收时间来接收。
37.根据权利要求36所述的TDMA同步设备，其中还包括，对所述多个移动单元中的其余各个移动单元的移动单元同步识别号与执行发送的移动单元的移动识别号进行比较，从而确保所述多个移动单元中的其余各个移动单元与执行发送的移动单元保持通信。
38.根据前面权利要求27- 37中任意一项所述的TDMA同步设备，所述预定时间参数tcorr由物理接口的实施来确定。
39.根据前面权利要求27- 37中任意一项所述的TDMA同步设备，其中还包括，如果执行发送的移动单元存在于所述通信网络中，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元保留所述SYNC_ID。
40.根据权利要求1-13所述的TDMA同步方法，其中还包括，如果所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID大于执行发送的移动单元的SYNC_ID值，则将所述多个个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID值调整为对应于执行发送的移动单元的SYNC_ID值。
41.根据权利要求40所述的TDMA同步方法，其中还包括，如果所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID值小于执行发送的移动单元的SYNC_ID值，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元保留其SYNC_ID值。
42.根据权利要求40所述的TDMA同步方法，其中还包括，如果所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID值等于执行发送的移动单元的SYNC_ID值，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元保留其SYNC_ID值。
43.根据权利要求14-25所述的TDMA同步系统，其中还包括，如果所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID大于执行发送的移动单元的SYNC_ID值，则将所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID值调整为对应于执行发送的移动单元的SYNC_ID值。
44.根据权利要求43所述的TDMA同步系统，其中还包括，如果所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID值小于执行发送的移动单元的SYNC_ID值，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元保留其SYNC_ID值。
45.根据权利要求43所述的TDMA同步系统，其中还包括，如果所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID值等于执行发送的移动单元的SYNC_ID值，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元保留其SYNC_ID值。
46.根据权利要求26-38所述的TDMA同步设备，其中还包括，如果所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID大于执行发送的移动单元的SYNC_ID值，则将所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID值调整为对应于执行发送的移动单元的SYNC_ID值。
47.根据权利要求46所述的TDMA同步方法，其中还包括，如果所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID值小于执行发送的移动单元的SYNC_ID值，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元保留其SYNC_ID值。
48.根据权利要求46所述的TDMA同步方法，其中还包括，如果所述多个移动单元中的其余各个移动单元的SYNC_ID值等于执行发送的移动单元的SYNC_ID值，则所述多个移动单元中的其余各个移动单元保留其SYNC_ID值。
【文档编号】H04B7/00GK103534957SQ201280023785
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年4月1日 优先权日:2011年4月6日
【发明者】亚历克斯·亚科夫·赫尼格, 亚基尔·马图索夫斯基, 乌齐·哈努尼, 博阿茨·达冈 申请人:麦克斯泰通信网络有限公司