一种分布式无线自组网多载波带宽混合组网的方法与流程

本技术涉及无线自组网，更具体的，涉及一种分布式无线自组网多载波带宽混合组网的方法。

背景技术：

1、无线自组网是一种多点对多点分布式网络，由若干个平等的节点组成，具有无中心自组织、多跳中继、动态路由、抗毁性强等特点，适用于不依赖于现有的基础网络设施、需要临时快速开通一个独立且安全的无线通信网络的场合。

2、无线自组网设备，目前全网所有节点设备使用的载波带宽是相同的。cn202310106548.3一种基于自组网的自适应带宽方法中提出了一种不需要重启设备、自适应切换全网所有设备的信道带宽/载波带宽的方法，保证在切换信道带宽/载波带宽的过程，设备的稳定性不受影响；但全网所有节点设备使用的载波带宽是相同的。

3、但无线自组网设备的主要应用场景无统一标准，不同客户要求不尽相同，且市场有限，通信波形一般未芯片化，一般基于fpga/dsp芯片平台实现。

4、通信波形包括：（1）载波带宽：5mhz、10mhz、20mhz、30mhz、40mhz、载波聚合等；（2）编码：不同码率的ldpc码或turbo码；（3）调制：qpsk、16qam、64qam、256qam、1024qam等；（4）天线数量：2根、4根等；（5）mimo：分集、复用；（6）、组网协议：各家自定义；（7）、抗干扰措施：自适应跳频、自适应选频、子载波扣除等；（8）主控软件：模块控制、接口协议、网管等。所有功能均实现，对fpga/dsp芯片资源要求高，芯片体积大、功耗高。

5、固定部署、车载、舰载、中大型无人机/无人车等应用场景对无线自组网设备的体积和功耗指标不敏感，可以选用资源大的fpga/dsp芯片，实现较全的功能和较优的性能；手持、背负、小型无人机/无人车等应用场景对无线自组网设备的体积和功耗指标比较敏感，fpga/dsp芯片资源限制下实现部分功能，比如载波带宽比较小。

6、在实际应用时，无线自组网设备承载平台会包括固定部署、车载、舰载、中大型无人机/无人车、手持、背负、小型无人机/无人车等，如果全网无线自组网设备按小型无线自组网设备参数进行运行，比如载波带宽统一为5mhz，全网业务速率将会比较低，大型无线自组网设备的性能发挥不出来。

7、因此现有技术存在缺陷，急需改进。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种分布式无线自组网多载波带宽混合组网的方法，提出了多种载波带宽的无线自组网设备可以混合组网的方法；无需中心节点调度，所有节点分布式协商数据时隙点对点单向链路使用的载波带宽和子载波块；提出了载波带宽切换的工作流程，以及载波带宽和子载波扣除的工作流程；解决了现有无线自组网全网使用相同载波带宽带来的全网业务速率受限于全网最小载波带宽节点的瓶颈问题，极大提高了全网业务速率。

2、本发明第一方面提供了一种分布式无线自组网多载波带宽混合组网的方法，包括：

3、获取待传输数据；

4、当存在待传输数据时，确定发送节点和接收节点所对应无线自组网的抗干扰措施；所述无线自组网的抗干扰措施包括第一抗干扰措施和第二抗干扰措施；

5、根据所述无线自组网的抗干扰措施控制发送节点向接收节点进行数据信道时隙预约，并确定预约数据信道时隙所用的第一载波带宽、第二载波带宽和第三载波带宽；所述第一载波带宽为发送节点最大可用载波带宽和接收节点最大可用载波带宽中的最小值；所述第二载波带宽为发送节点最大可用载波带宽和接收节点最小可用载波带宽中的最大值；所述第三载波带宽为发送节点和接收节点的相同可用载波带宽；

6、计算接收节点的第一载波带宽的接收误码率和平均接收信号强度；

7、根据所述接收误码率对所述接收节点的接收信号强度门限进行调整，完成载波带宽切换；

8、对第三载波带宽进行分析，将第三载波带宽划分为多个子载波块；

9、对所述多个子载波块进行验证，确定可用子载波块；

10、统计每个第三载波带宽中可用子载波块的数量，根据每个第三载波带宽中可用子载波块的数量比值确定数据时隙分配比例；

11、基于所述数据时隙分配比例通过第三载波带宽对所述待传输数据进行数据传输；

12、当所述待传输数据传输完成后，控制所述发送节点和所述接收节点继续组网。

13、本方案中，所述根据所述无线自组网的抗干扰措施控制发送节点向接收节点进行数据信道时隙预约，并确定预约数据信道时隙所用的第一载波带宽、第二载波带宽和第三载波带宽，包括：

14、当无线自组网的抗干扰措施为第一抗干扰措施时，通过所述发送节点向接收节点进行数据信道时隙预约，并询问所述接收节点的最大可用载波带宽；所述第一抗干扰措施为自适应调频或自适应选频；

15、所述发送节点获取接收节点对数据信道时隙预约和询问最大可用载波带宽的响应数据，结合所述发送节点的最大可用载波带宽确定预约数据信道时隙所用的第一载波带宽、第二载波带宽和第三载波带宽。

16、本方案中，还包括：

17、当无线自组网的抗干扰措施为第二抗干扰措施时，通过所述发送节点向接收节点进行数据信道时隙预约，并询问所述接收节点的最大可用载波带宽和子载波干扰情况；所述第二抗干扰措施为适应调频结合子载波扣除或自适应选频结合子载波扣除；

18、所述发送节点获取接收节点对数据信道时隙预约、询问最大可用载波带宽和子载波干扰情况的响应数据，结合所述发送节点的最大可用载波带宽和子载波干扰情况确定预约数据信道时隙所用的第一载波带宽、第二载波带宽和第三载波带宽。

19、本方案中，所述计算接收节点的第一载波带宽的接收误码率和平均接收信号强度，包括：

20、在新的预设统计周期对统计信息初始化；所述统计信息包括发送数据包个数、接收数据包个数和错误数据包个数；

21、对接收的数据包进行分析，获取发送数据包个数、接收数据包个数和错误数据包个数；

22、根据所述发送数据包个数、接收数据包个数计算实时信号强度；

23、判断所述预设统计周期是否结束；

24、若否，则继续接收数据包，对发送数据包个数、接收数据包个数和错误数据包个数进行更新，直至所述预设统计周期结束；

25、若是，则根据所述发送数据包个数、接收数据包个数和错误数据包个数计算接收误码率和平均接收信号强度。

26、本方案中，所述根据所述接收误码率对所述接收节点的接收信号强度门限进行调整，包括：

27、将接收误码率p分别与需降低载波带宽等级的误码率门限pa和允许提升载波带宽等级的误码率门限pb进行对比；

28、当p＞pa时，基于预设提升接收信号强度门限因子对接收节点的载波带宽的接收信号强度门限进行更新；

29、当p＜pb时，基于预设降低接收信号强度门限因子对接收节点的载波带宽的接收信号强度门限进行更新；

30、当pb≤p≤pa时，维持原状，不做任何处理。

31、本方案中，所述基于预设提升接收信号强度门限因子对接收节点的载波带宽的接收信号强度门限进行更新，包括：

32、获取接收节点的第二载波带宽；

33、将所述第二载波带宽的接收信号强度门限增加预设提升接收信号强度门限因子，对所述第二载波带宽接收信号强度门限进行更新；

34、判断第二载波带宽更新后的接收信号强度门限是否大于下一载波带宽更新前的接收信号强度门限；

35、若是，则将下一载波带宽的可用接收信号强度门限增加预设提升接收信号强度门限因子，对所述下一载波带宽接收信号强度门限进行更新；依次对接收节点的每个载波带宽进行分析，直至全部第三载波带宽分析完成或载波带宽n更新后的接收信号强度门限小于载波带宽n+1更新前的接收信号强度门限，完成对接收节点的载波带宽的接收信号强度门限的更新；

36、若否，则直接完成对接收节点的载波带宽的接收信号强度门限的更新。

37、本方案中，所述基于预设降低接收信号强度门限因子对接收节点的载波带宽的接收信号强度门限进行更新，包括：

38、获取接收节点的第三载波带宽；

39、将所述第三载波带宽的接收信号强度门限减少预设降低接收信号强度门限因子，对所述第三载波带宽接收信号强度门限进行更新；

40、判断第三载波带宽更新后的接收信号强度门限是否大于预设接收信号强度门限阈值；

41、若是，则完成对接收节点的载波带宽的接收信号强度门限的更新；

42、若否，则将第三载波带宽接收信号强度门限设置为预设最低接收信号强度门限。

43、本方案中，所述对第三载波带宽进行分析，将第三载波带宽划分为多个子载波块，包括：

44、基于系统预设规则将通信节点的载波带宽划分为多个子载波块；所述通信节点包括发送节点和接收节点；所述子载波块的数量为偶数；

45、按照顺序依次对所述多个子载波块进行编号。

46、本方案中，所述对所述多个子载波块进行验证，确定可用子载波块，包括：

47、接收节点根据预设子载波块干扰判断依据确定接收节点子载波块干扰情况，将所述接收节点子载波块干扰情况发送至发送节点；

48、发送节点根据预设子载波块干扰判断依据确定发送节点子载波块干扰情况，结合接收的接收节点子载波块干扰情况发送至发送节点进行对比，将发送节点和接收节点中编号相同且均无干扰或干扰可接受的子载波块确定为可用子载波块。

49、本方案中，所述根据每个第三载波带宽中可用子载波块的数量比值确定数据时隙分配比例，包括：

50、按照载波带宽等级对第三载波带宽进行降序排序；

51、判断最高等级的第三载波带宽的可用子载波块的数量是否小于预设子载波块数量阈值；

52、若是，则将所述最高等级的第三载波带宽的可用子载波块确定为第一子载波块，通过所述第一子载波块对待传输数据进行数据传输；

53、若否，则计算所述最高等级的第三载波带宽的可用子载波块的数量和预设子载波块数量阈值的数量差值，根据所述数量差值对预设子载波块数量阈值进行更新；

54、判断下一等级的第三载波带宽的可用子载波块的数量是否小于预设子载波块数量阈值；

55、若是，则将所述下一等级的第三载波带宽中预设子载波块数量阈值的可用子载波块确定为第一子载波块；

56、若否，则将所述下一等级的第三载波带宽的可用子载波块确定为第一子载波块，并根据载波带宽等级降序排序顺序依次对剩余每个第三载波带宽的可用子载波块的数量进行分析，直至存在第三载波带宽的可用子载波块的数量小于预设子载波块数量阈值，结束分析；

57、根据每个第三载波带宽的第一子载波块的数量确定数据时隙分配比例。

58、本发明公开了一种分布式无线自组网多载波带宽混合组网的方法，方法包括：根据抗干扰措施控制发送节点向接收节点进行数据信道时隙预约，确定预约数据信道时隙所用的第一载波带宽、第二载波带宽和第三载波带宽；计算接收节点的第一载波带宽的接收误码率和平均接收信号强度，对接收信号强度门限进行调整，完成载波带宽切换；将第三载波带宽划分为多个子载波块并进行验证，确定可用子载波块；根据数据时隙分配比例对待传输数据进行数据传输；传输完成后，控制发送节点和接收节点继续组网。本发明解决了现有无线自组网全网使用相同载波带宽带来的全网业务速率受限于全网最小载波带宽节点的瓶颈问题，极大提高了全网业务速率。