[发明专利]通信系统的节点

说明书

描述了一种用于包括多个节点的网络的通信系统的节点(50)。节点(50)使用格式化为包括多个符号的超帧的信息与网络中的其他节点(50)通信，其中超帧的一部分用于有效载荷数据，超帧的一部分用于同步数据并且使得在网络的至少一些节点之间对超帧何时开始和超帧的符号的持续时间存在一致性。节点(50)将其参考源(60、61)与从外部同步源中选择的选定同步源同步，并且不时地改变外部同步源的选择，使得选定同步源的可用性和可靠性高于预定水平，并且在节点(50)与网络中的至少一些其他节点(50)通信的同时，超帧的通信数据是可解释的。

技术领域

本发明涉及一种用于通信系统的节点。

背景技术

无线通信在发达国家中被广泛使用。例如，移动电话几乎无处不在，并且通常由其用户随时携带。无线技术的进步使得无线标准的使用从最初的模拟服务(通过GSM、3G、4G)发展到新兴的5G和相关标准。这些标准导致了更强大的手持设备的发展。

结合手机所需技术的进步，移动电话的使用增加以及现在常用的数据密集型服务增多，导致提供无线服务的网络负载增加。移动电话无线网络通常被配置为一组无线基站，其覆盖随后连接到有线骨干电信服务的一个或多个小区。随着对无线网络的需求越来越多，基站与较小的小区的距离越来越近。特别是在城市地区，考虑到用户密度高，基站的定位正成为一个重要的技术问题，因为基站必须连接到有线骨干电信服务。提供从每个小小区到骨干电信服务的有线连接可能是困难且昂贵的。替代方法是使用无线网格状网络将小型小区链接到有线骨干网。公开号为GB2512858的英国专利申请描述了这种布置的无线节点的天线布置。该节点直接地或经由一个或多个类似节点提供高容量无线回程链路到可以更容易地提供有线连接的点。到骨干电信服务的有线连接可以通过铜缆或光纤。

几乎所有无线回程链路的一个重要方面是使用定向天线。所有定向天线的工作原理是将辐射聚焦在一个所需的方向上，并减少其他不希望的方向上的辐射。天线的增益是主光束所供应的立体角与球面的整个表面之比的直接因素。定向天线的优点是有用信号电平的增加(天线增益)和对其他偏束链路的干扰的减少。光束越窄，增益越高。由天线增益产生的增加的信号电平提供更大的范围、链路带宽或两者。定向天线的缺点是需要确保它指向正确的方向。传统的点对点微波回程链路依赖于链路安装时对每个链路的单个天线的手动对准。这增加了安装过程的时间和成本，并且如果设备移动，例如由于其上安装有设备的灯柱的摇摆，也存在通信链路退化或丢失的风险。在公开号为GB2512858的英国专利申请中描述的解决方案使用多个切换的窄天线来覆盖节点周围高达270度的角度。这保留了定向天线的优点，但不需要手动对准。系统内的算法为每个链路选择最佳天线。通过在竖直和水平平面中尽可能地缩小天线模式来实现足够的增益。图1示出了公开号为GB2512858的英国专利申请中描述的节点或单元1的内部天线结构，其天线罩被移除。无线节点的天线2、4(在使用中，在天线罩内)被布置成两层(为了清楚起见，附图标记仅用于突出显示图1中的一些天线)，在上层(天线2)和下层(天线4)上具有替代天线。在两个不同的水平面中提供天线意味着可以在发送模式和接收模式中选择天线，从而减少来自反射信号路径的相消干扰的可能性。

图2示出了图1的节点1，其中天线罩6就位，天线罩6隐藏天线结构并为天线结构提供保护(在图2中不可见)。

网格状网络包括多个这种类型的节点，并且网络的每个节点为网络中继数据，并且节点在网络周围的数据分布中协作。在诸如在该网格状网络中使用的空间时分多址(STDMA)系统中，根据定义何时发送和接收节点对的调度来组织节点之间的数据通信。这确保了STDMA系统中的带宽被有效使用，同时避免了链路之间的冲突(干扰)。在STDMA系统中，发送的信号在超帧中形成。也就是说，发送的信号包括由对准信号成帧的数据，该对准信号是区别性比特序列或与数据比特区分开的字，这些数据比特允许提取帧内的数据以进行解码或重发。用于这些数据传输的时隙根据调度的需要以超帧布置，其还包括管理承载器、干扰测量机会和传播延迟的允许(因此对于链路上的发送时隙，将在等于链路的单向传播延迟的一段时间之后调度相应的接收时隙)。