[发明专利]一种基于TDMA技术跳频组网的实现方法

摘要

本发明涉及一种基于TDMA(时分多址)技术跳频组网的实现方法，该方法在确定网络容纳最大节点数之后，根据各节点地址进行固定时隙分配，以避免通信碰撞。跳频组网过程分为初始同步、数据传输和迟入网三个阶段。初始同步和迟入网阶段在固定信道发送携带时间信息的协议帧，完成网内节点的初始入网、迟入网和掉网重连；数据传输阶段定时跳频传输有效数据，并定时通过勤务同步减小时间误差。网内各从节点校准自身时间与主节点对齐，频率的跳变只与时间信息有关。本方法使用协议帧维持网络的运行，协议帧包括：初始同步帧、迟入同步帧、同步确认帧、勤务同步帧和有效数据帧。发送时隙前后各有等时长保护间隔，以增强时间误差容错率，提升网络稳定性。

主权项

1.一种基于TDMA技术跳频组网的实现方法，其组网方式如下：1.1网络包含有1个主节点，设置容纳最大从节点数为M，并为所有M+1个节点设置固定地址，根据TDMA(时分多址)技术为M+1个节点分配等间隔时间长度称为时隙，每个地址映射到一个时隙；1.2初始同步过程所有节点处于独立信道进行通信；首先进入主节点发送时隙，主节点在网内广播包含有自身时间信息的初始同步帧，主节点发送时隙结束，在后续的M个时隙变为接收状态；从节点开机便处于接收状态，如果接收到主机初始同步帧，提取主机时间信息校准自身实时时钟与其对齐，完成同步，在自身地址映射的时隙中发送同步确认帧；初始同步过程每经过一个时隙，时隙计数器加1，共计数M+1个时隙称为1个初始同步TDMA时帧，其结构为1个主节点发送时隙和M个从节点发送时隙；1.3如果主节点在M个接收时隙接收到从节点发送的同步确认帧，表明存在节点入网并已同步，建网成功，如果未接收到同步确认帧，则表明建网失败，继续进入初始同步TDMA时帧，直到主节点接收到有从节点同步确认帧；建网成功后在当前初始同步TDMA时帧结束后开始进行有效数据传输；1.4有效数据传输阶段每一个时隙跳频一次，所有节点的频率根据统一的伪随机序列进行跳变；此阶段开始的第1个时隙为勤务同步时隙，主节点在此时隙发送勤务同步帧，从节点在此时隙接收勤务同步帧，接收到后校准自身时间信息；第2时隙为主节点发送时隙，主节点在此时隙发送包含有自身有效数据的数据帧；接下来的M个时隙为各从节点的发送时隙，从节点根据自身地址映射的时隙，依次发送包含自身有效数据的数据帧；此过程每经过一个时隙，时隙计数器加1，共计数M+2个时隙称为一个数据传输TDMA时帧；当一个数据传输TDMA时帧结束继续进入下一个TMDA时帧，时帧内第1个勤务同步时隙的作用为减少各节点因时间推移产生的时间漂移和偏移；1.5每完成一个数据传输TDMA时帧，时帧计数器加1，当时帧计数器为N时，进入迟入网同步阶段；迟入网同步过程所有节点处于独立信道进行通信；主节点在第1时隙发送包含自身时间的迟入网同步帧，迟入节点开机在独立信道一直处于接收状态，当接收到主节点迟入网同步帧后，提取时间信息进行校准完成同步，之后迟入节点在自身地址对应时隙发送同步确认帧，如果未收到则等待下一个迟入网过程进行入网；1.6之前已入网节点在收到迟入网同步帧后，同样在自身时隙发送同步确认帧，如果未收到则表明自身掉网，不发送同步确认帧，掉网节点一直处于独立信道等待下一个迟入网过程重新入网；迟入网过程每经过一个时隙，时隙计数器加1，共计数M+1个时隙称为迟入网TDMA时帧，迟入网TDMA时帧结束后，继续进行1.4过程。