用于移动自组网的通信设备和方法与流程

本发明涉及无线通信，具体地涉及用于移动自组网的通信设备和方法。

背景技术：

1、自组网是一种可以自动组织、并且可以没有基础设施的网络，其中任意两个节点可以直接相互通信。自组网中的节点可以具有转发功能，通过各节点之间的接力转发，信息可以传输得更远。移动自组网（mobile ad hoc network，manet）是其中各节点可以自由移动的一种自组网。

2、当前，诸如无人机、无人艇以及无人车之类的无人设备发展迅速。这些无人设备往往都需要远程控制，并且需要设备（例如，用户终端与无人设备）之间的协同，这需要通过无人机自组网（uav ad hoc network，uanet）来实现。

3、当前应用于无人设备的自组网技术尚无公开统一的技术标准，各厂商普遍采用自研私有协议实现自组网通信功能。

4、然而，各厂商当前采用的私有协议难以同时支持同步性和移动性。当前采用的私有协议多数基于蜂窝网络的帧结构或wi-fi帧结构。

5、蜂窝网络（如4g/5g）采用中心化的帧结构方案，由基站作为中心控制节点周期性下发同步信号，网络内终端仅需跟踪基站下发的同步信号即可完成同步。然而，在自组网中，往往不具有中心控制节点，因此为了实现同步，需要每个终端都能够发射同步信号。当前基于蜂窝网络的帧结构不具备这一特点。

6、此外，当前自组网领域较多采用基于wi-fi的帧结构方案，该类帧结构虽然设置有同步头，但信道估计序列设计未考虑节点移动场景的通信需求。当终端处于移动状态时，网络性能易出现劣化；帧结构无法实现对快速时变无线信道的跟踪，难以适配节点高动态移动的自组网通信场景。

7、因此，本领域亟需改善以上至少一个方面的移动自组网技术。

技术实现思路

1、为了提供进一步改善的基于正交频分复用（orthogonal frequency divisionmultiplexing，ofdm）的移动自组网技术，提供本发明。

2、本发明的一个方面提供一种用于移动自组网的通信设备，包括：收发机，用于接收信号，所述信号包括数据帧，所述数据帧包括前导码、控制域和数据域，其中，所述前导码包括第一部分和第二部分，所述第一部分被设计为使得与所述第一部分相对应的第一信号序列在各采样点上具有恒定幅度或在滑动时间窗口内具有恒定平均功率，所述第二部分被设计为使得与所述第二部分相对应的第二信号序列的自相关函数在零时移处呈现峰值且在非零时移处趋近于零，并且所述控制域和所述数据域使用正交频分复用ofdm调制方式进行调制，所述控制域和所述数据域在频域上不同的子载波位置映射有离散的导频符号，以在时域-频域二维平面上形成离散分布的导频图案，所述数据域具有可配置的导频符号分布模式，所述控制域包括用于标识所述数据域的导频符号分布模式的信息比特；以及处理单元，用于处理所述信号。

3、如上所述的通信设备，所述处理单元用于：基于所述第一部分指示所述通信设备执行自动增益调节；基于对所述第二部分与所述通信设备本地存储的版本执行滑动相关运算，对所述控制域和所述数据域定位；以及对所述控制域和所述数据域进行解调。

4、如上所述的通信设备，所述控制域具有固定的导频符号分布模式，并且所述处理单元用于：基于所述固定的导频符号分布模式对所述控制域进行解调。

5、如上所述的通信设备，所述处理单元用于：基于由所述控制域中的所述信息比特标识的所述数据域的导频符号分布模式对所述数据域进行解调。

6、如上所述的通信设备，所述前导码的所述第一部分的时间长度为4至8微秒。

7、如上所述的通信设备，所述前导码的所述第二部分的时间长度基于所述移动自组网的解调门限来确定，并且随所述解调门限降低而增加。

8、如上所述的通信设备，所述信号是第一信号，并且所述收发机还用于：发送第二信号，所述第二信号包括所述数据帧。

9、本发明的另一方面提供一种无人设备，包括：如以上任一项所述的通信设备。

10、本发明的另一方面提供一种用于在移动自组网中进行通信的方法，包括：由收发机接收信号，所述信号包括数据帧，所述数据帧包括前导码、控制域和数据域，所述前导码包括第一部分和第二部分，其中，所述第一部分被设计为使得与所述第一部分相对应的第一信号序列在各采样点上具有恒定幅度或在滑动时间窗口内具有恒定平均功率，所述第二部分被设计为使得与所述第二部分相对应的第二信号序列的自相关函数在零时移处呈现峰值且在非零时移处趋近于零，并且所述控制域和所述数据域使用正交频分复用ofdm调制方式进行调制，所述控制域和所述数据域在频域上不同的子载波位置映射有离散的导频符号，以在时域-频域二维平面上形成离散分布的导频图案，所述数据域具有可配置的导频符号分布模式，所述控制域包括用于标识所述数据域的导频符号分布模式的信息比特；以及由处理单元处理所述信号。

11、如上所述的方法，由所述处理单元处理所述信号包括：由所述处理单元基于所述第一部分执行自动增益控制；由所述处理单元基于对所述第二部分与通信设备本地存储的版本执行滑动相关运算，对所述控制域和所述数据域定位；以及由所述处理单元对所述控制域和所述数据域进行解调。

12、如上所述的方法，由所述处理单元对所述控制域和所述数据域进行解调包括：由所述处理单元基于所述固定的导频符号分布模式对所述控制域进行解调；以及由所述处理单元基于由所述控制域中的所述信息比特标识的所述数据域的导频符号分布模式对所述数据域进行解调。

13、如上所述的方法，所述信号是第一信号，并且所述方法还包括：由所述收发机发送第二信号，所述第二信号包括所述数据帧。

14、本发明的另一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上任一项所述的方法的步骤。

15、本发明的另一方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上任一项所述的方法的步骤。

16、使用本发明的基于ofdm的移动自组网技术，能够利用适用于移动自组网无中心、节点移动性强、突发通信等特点的帧结构设计，在增益收敛、帧同步和快速时变信道跟踪三个方面实现协同优化，使得移动自组网中的各节点能够在不依赖固定基础设施的条件下实现可靠的数据帧接收与解调。

1.一种用于移动自组网的通信设备，包括：

2.如权利要求1所述的通信设备，其特征在于，

3.如权利要求2所述的通信设备，其特征在于，

4.如权利要求2所述的通信设备，其特征在于，

5.如权利要求1所述的通信设备，其特征在于，

6.如权利要求1所述的通信设备，其特征在于，

7.如权利要求1所述的通信设备，其特征在于，

8.一种无人设备，包括：

9.一种用于在移动自组网中进行通信的方法，包括：

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9-12中的任一项所述的方法的步骤。

14.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9-12中的任一项所述的方法的步骤。