[发明专利]一种基于无线自组织网络的数据传输方法及装置

说明书

本发明涉及通信领域，公开了一种基于无线自组织网络的数据传输方法及装置。用于解决节点入网同步速度慢、获得服务不及时，以及系统容量损失问题。该方法为，设计了一种新的无线帧结构，该无线帧结构为：至少包含有一个数据块以及包含一个GAP，其中，一个数据块中包含有一个同步头以及若干数据符号。采用这种无线帧结构，竞争访问节点发送的数据信号的总时长和GAP的持续时长均可变，从而可以最大化地利用时隙资源，避免采用固定的无线帧结构所造成的系统容量损失；同时，可以在发送数据信号的同时完成时间同步，这不但加快了数据收发速度，同时也避免使用同步测量信道，从而不会发生无法及时得到服务的情况，也不会损失系统容量。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种基于无线自组织网络的数据传输方法及装置。

背景技术

移动自组织网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，是移动计算机网络的一种，用户终端可以在网内随意移动而保持通信。作为一种分布式网络，移动自组织网络是一种自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如，基站、AP)的情况下，提供终端之间的相互通信。

移动自组织网络能够利用移动终端的路由转发功能，在无基础设施的情况下进行通信，从而弥补了无网络通信基础设施可使用的缺陷。由于终端的发射功率和无线覆盖范围有限，因此距离较远的两个终端如果要进行通信就必须借助于其它节点进行分组转发，这样节点之间构成了一种无线多跳网络。

目前，基于时分多址接入(Time Division Multiple Access，TDMA)的自组织无线帧结构如图1所示。从图1可看出，每个无线帧由K个时隙构成，每个时隙是等时长的，且在每个时隙后部有一个固定时长的保护间隔(GAP)。

基于TDMA的自组网无线帧结构下，新入网节点首先必须先读取到广播信息，获得关于网络路由、同步测量时隙位置等信息；其次，必须获得与在网节点的时间同步，可通过北斗、GPS等外部时钟实现节点间同步，也可通过环回路径时延(Round Trip Time，RTT)等方案实现节点间同步，这与移动通信中的终端到基站的同步不同，基站下各终端的发送时间点并不同步，而是终端根据距离基站的远近调整发送时间提前量；最后，新入网节点通过资源协商获得分配的时隙资源后即可收发数据。

基于TDMA的自组网无线帧结构下各个节点之间必须进行时间同步，并为每对节点间的通信分配不重叠的时隙资源，从而才能保证发送时隙间信号不互相干扰。在一个无线帧中，设置若干时隙作为同步测量时隙，并采用基于RTT的方案实现新入网节点的时间同步过程。参阅图2所示，作为时间基准节点的在网节点和新入网节点有各自的本地时钟基准，时间同步过程的目的就在于将入网节点的本地时钟基准对齐到时间基准节点的本地时钟基准，即计算出T0并调整入网节点的本地时钟基准。首先，入网节点在同步测量时隙发送同步请求消息，由时间基准节点测量该同步请求消息与本地时钟基准间的时长为T1；其次，时间基准节点在另一同步测量时隙发送同步响应消息，由入网节点测量该同步响应消息与本地时钟基准间的时长为T2；最后，在假设同步请求消息和同步响应消息经历的传播时延相等的前提下，可得T1-T0＝T0+T2，即T0＝(T1-T2)/2，且传播时延＝T1-T0＝T2+T0＝(T1+T2)/2。

另一方面，现有的无线帧中的GAP的用途如下：

1)用于确保上个时隙的信号不会干扰下个时隙的接收。

例如，参阅图3所示，按照TDMA，假设时隙1分配给了节点A到节点B方向，时隙2分配给了节点B到节点C方向，则时隙1后的GAP的意义在于，当节点C开始接收的时候，时隙1的信号已经传播到足够远处(超过了节点A到节点C对应的信号传播距离)，从而节点A发出的时隙1信号不会对节点C接收的时隙2信号造成干扰。

通常，记使得上个时隙的信号不会干扰下个时隙的GAP最小时长为Tn。

2)用于确保节点完成从接收状态到发送状态的转换。