[发明专利]用于无线自组织网络的多点协作通信系统及方法

说明书

技术领域

本发明关于一种多点协作通信系统及方法，特别是涉及一种用于无线自组织网络的多点协作通信系统及方法。

背景技术

移动Ad Hoc(点对点)网络技术起源于20世纪70年代，它是在美国国防部高级研究计划局(DARPA)资助研究的“战地无线分组数据网(PRNET)”项目中产生的一种新型网络技术。DARPA当时所提出的是一种军用无线分组数据通信网络。在此之后，DARPA于1983年启动了高残存性自适应网络项目SURAN(Survivable Adaptive Network)，研究如何将PRNET的研究成果加以扩展，以支持更大规模的网络。1994年，DARPA又启动了全球移动信息系统GloMo(Globle Mobile Information Systems)项目，旨在对能够满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁性的移动信息系统进行全面深入的研究，以便能够建立某些特殊坏境或紧急情况下的无线通信网络。

移动Ad Hoc技术就是吸取了PRNET、SURAN以及GloMo等项目的组网思想，而产生的一种新型的网络结构技术。美国军方一直在研究适用于军方的移动Ad Hoc网络技术，后来又陆续资助了联合战术无线系统(JTRS)等项目。成立于1991年5月的IEEE802.11标准委员会采用了“Ad Hoc网络”一词来描述这种特殊的自组织多跳移动通信网络，移动Ad Hoc网络就此诞生。IETF也将移动Ad Hoc网络称为MANET(Mobile Ad Hoc Networks)。

移动自组织网络是一种自治、多跳网络，终端之间能够进行相互通信。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。无线自组网中的每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。

然而，在传统干扰受限系统中，用户仅由单个节点提供服务，来自相邻节点的信号被当成影响用户性能的有害干扰，这将影响用户的通信性能。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明之一目的在于提供一种用于无线自组织网络的多点协作通信系统及方法，其将传统的干扰受限系统拓展成协作式系统，通过网络中节点之间的协作，有效地提高平均频谱效率，改善用户通信性能。

为达上述及其它目的，本发明提出一种用于无线自组织网络的多点协作通信系统，至少包括：

网络结构及帧设置模组，用于建立无线自组织网络，并设置无线帧结构；

网络建立模组，用于建立网络，对接入的网络节点进行网络同步，并建立相应的网络拓扑关系；

信道接入模组，用于根据业务传输需要，所有节点同时在某个时隙切换到控制信道进行协商，以获得信道接入；以及

协作通信模组，根据MIMO原理选择协作传输模式，并进行相应的协作节点子集确认，使协作节点子集内的所有节点在接入的信道内进行协作传输。

进一步地，该无线帧包括控制子帧及数据子帧，帧长度不超过一个时隙，控制信道位于控制子帧。

进一步地，该网络建立模组的网络同步包括GPS授时同步方法及自同步方法。

进一步地，该信道接入模组根据如下方式进行协商：节点根据业务传输的需要进行信道资源申请，申请时提供目标通信节点地址标识，被申请方接收到信道资源申请时，向申请方发送应答信息，申请方接收到应答信息后，回复确认消息。

进一步地，该协作传输模式包括：

模式1，数据空间复用与时分/频分/码分复用结合，当K＝min{M，N}大于待传输的数据流T时，产生多次空间复用传输，首先传输K＝min{M，N}个数据流，剩余的数据流通过时分/频分/码分复用的方法进行协作传输，M为协作集的节点天线总数，N为源节点集的天线总数；

模式2，数据空间复用，当K＝min{M，N}小于等于待传输的数据流T时，完全通过空间复用的方式同时传输所有数据流。

进一步地，该协作节点子集通过如下方式获得：