CN108111217B - 基于无线自组网和北斗rdss技术的双模通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统及通信方法，其中，北斗收发链路包括与主控制器的控制接口和数据接口连接的北斗RDSS基带解算模块、与北斗RDSS基带解算模块依次连接的模数‑数模转换器、北斗RDSS射频收发功能模块；无线自组网收发链路包括与主控制器的控制接口和数据接口连接的无线自组网基带处理模块、与无线自组网基带处理模块依次连接的模数‑数模转换器、无线自组网射频收发功能模块,主控制器：用于对北斗收发链路、无线自组网收发链路施行通信信道信号监视和通信信道收发的监听，再根据监听情况进行通信模式切换，所述通信模式包括融合模式、存储转发模式、北斗RDSS短报文中继模式中的至少一种。

Description

基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统及方法

技术领域

本发明属于无线通信和北斗卫星短报文结合技术领域，具体涉及基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统及通信方法。

背景技术

无线自组网通信是在某通信频段且不需要固定设备支持情况下，各节点及用户自行组网实现网内节点之间数据信息的交互，带宽越宽传输的数据量越大，例如能够传输语音、图像和视频等大容量的数据信息；北斗RDSS技术包括定位和短报文通信，其中短报文通信又是北斗卫星导航系统的一大特色，其通过地面站和北斗卫星系统，实现用户之间的短报文收发，广泛应用在单兵、应急、旅游等易出现突发事件的领域。目前单独利用无线自组网或短报文通信已经形成部分通信终端，但是在实际应用中还是存在以下几点不足：

1、北斗RDSS短报文通信，是需要依托天上的卫星和地上的控制站进行转发实现，而当通信设备在无法接收到北斗RDSS卫星信号或者是再可接收范围内没有有效北斗RDSS短报文通信卫星的时候（例如山洞、深沟、室内和有遮挡等环境下），就容易导致无法实时接受到短报文信息；

2、北斗RDSS短报文通信，能够传输的数据量少（普通用户约36个汉字，特殊授权用户约120个汉字），且数据允许发送频次不高（普通用户最高60s /次，特殊授权用户1s/次）；

3、无线自组网通信范围有限，对于超范围的个别用户得不到有效通信手段与队友或者联络点联系；

4、无线自组网通信无法收取离线数据和信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是结合无线自组网通信和北斗RDSS短报文通信，利用无线自组网进行大数据传输，北斗RDSS短报文进行基础信息通信和应急信息通信，两种通信模式融合应用，同时还能够在其中一种模式无法正常工作时候无缝切换到另外一种模式来通信，两种模式相辅相成，将优点相结合，将缺点相补充。

本发明通过下述技术方案实现：

基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统，包括主控制器、受主控制器控制的北斗收发链路和无线自组网收发链路，其中，

北斗收发链路包括与主控制器的控制接口和数据接口连接的北斗RDSS基带解算模块、与北斗RDSS基带解算模块依次连接的模数-数模转换器、北斗RDSS射频收发功能模块、多工放大器、北斗RDSS收发天线；

无线自组网收发链路包括与主控制器的控制接口和数据接口连接的无线自组网基带处理模块、与无线自组网基带处理模块依次连接的模数-数模转换器、无线自组网射频收发功能模块、信号放大器、无线自组网收发天线；

所述主控制器的控制接口分别同时与北斗RDSS射频收发功能模块、无线自组网射频收发功能模块连接，且所述主控制器还连接有储存模块；

主控制器：用于对北斗收发链路、无线自组网收发链路施行通信信道信号监视和通信信道收发的监听，再根据监听情况进行通信模式切换，并在对应的通信模式下进行通信工作，所述通信模式包括融合模式、存储转发模式、北斗RDSS短报文中继模式中的至少一种；

融合模式为：当监听到本节点与目标节点都在无线组网节点列表中为在线节点、本节点的北斗收发链路通讯正常时，主控制器控制北斗收发链路发送短报文，主控制器控制无线自组网收发链路发送大数据附件文件；当监听到本节点与目标节点都在无线组网节点列表中为在线节点、本节点的北斗收发链路通讯异常时，主控制器控制无线自组网收发链路发送大数据附件文件、发送短报文；

存储转发模式为：当监听到本节点或/和目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯正常时，主控制器将大数据附件文件储存到储存模块，同时生成目标节点信息与储存的大数据附件文件对应关系的配置文件并存到储存模块，并生成离线下载通知文本信息，主控制器控制离线下载通知文本信息通过北斗收发链路以短报文的方式发送到目标节点，待监听到本节点和目标节点在无线组网节点列表中为在线节点，将保存的大数据附件文件按配置文件发送给目标节点；

北斗RDSS短报文中继模式为：当本节点在无线组网节点列表中为在线节点、目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯异常时，则主控制器通过无线自组网路由算法解算出本节点到目标节点的在线路由最优节点，确定在线路由最优节点的北斗收发链路正常后，将需要发送的短报文和本节点的短报文通信SIM卡信息通过无线自组网收发链路传输至在线路由最优节点，并告知在线路由最优节点需要通过其发送短报文信息，在线路由最优节点通过北斗收发链路转发短报文至目标节点。

在北斗RDSS短报文中继模式中，如果存在需要大数据附件文件传输时，则在北斗RDSS短报文中继模式时，还需要执行存储转发模式，即短报文以北斗RDSS短报文中继模式进行传输，大数据附件文件以存储转发模式进行，目标节点在获得短报文后，会按照短报文要求进行自主寻网，当其连接到网络时，就开始下载存储转发模式下储存的大数据附件文件，如果不需要大数据附件文件传输时，则短报文不含有下载离线的提醒信息，因此在北斗RDSS短报文中继模式时，不必执行存储转发模式。

本发明为了解决上述问题，本发明提供一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统，满足各个领域/行业的应用需求。其主要包括北斗RDSS射频收发功能模块、北斗RDSS基带解算模块、无线自组网射频收发功能模块、无线自组网基带处理模块、主控制其器（MCU）、显示控制模块、存储模块以及接口模块等内容。

本发明利用北斗RDSS射频收发功能模块和北斗RDSS基带解算模块通过数据接口收发MCU的控制信号和数据信息，实现北斗短报文信息由数据流到射频信号之间的变换；利用无线自组网射频收发功能模块和无线自组网基带处理模块通过数据接口收发MCU的控制信号和数据信息，实现网络由数据流到射频信号之间的变换；MCU结合显示控制模块、存储模块和外部接口模块，实现数据信息的显示、输入、存储、处理和控制等内容。

另一方面，本发明提供一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计包含通信信道信号监视、通信信道收发监听、存储转发、双模通信无缝切换和融合和北斗RDSS短报文中继。

本发明提出通信信道信号监视。实现对两种成熟的通信手段进行分析和应用，对于北斗RDSS而言，短报文的收发是工作在两个不同的频点L频点和S频点，通过接收其S频点的信道信号来判断其是否可用，众所周知，北斗RDSS短报文通信对北斗卫星通道的最低要求是一个，本发明在基带处理的时候通过解算来自卫星通道的信号来判断此通信模式是否可用。对于无线自组网的通信信道监视主要是监视其是否在有效网络节点上，通过接收范围内同频点节点发出的组网信号来获取其自身的组网状态，进而判断此通信模式是否可用。

本发明提出通信信道收发监听。目的是避免通信过程中的信息堵塞等情况。对于北斗RDSS短报文通信来说，由MCU对监听信号进行判断来控制基带收发解算、控制射频信号处理的切换、控制多功器收发的切换。对于无线自组网来说，其宏观上可以视作为双工通信，其基带和射频无论是采用频分复用技术还是时分复用技术都是相当成熟的，可以直接运用于信道收发监听上。

本发明提出了存储转发模式，主要是用于解决无线自组网节点离线时无法接收数据的情况。无线自组网多采用有中心组网方式和无中心组网方式，本发明从节点设计，通过在节点设备增加存储模块，配合相应的配置文件来实现接收节点离线时候，由发送节点暂存未完成发送的数据，对于有无中心的组网方式均可用。由于北斗RDSS短报文具备收取信息的功能，必要时本节点可以通过选择发送北斗RDSS短报文信息告知目标节点，使其能够及时查阅信息。

本发明提出双模通信无缝切换和双模融合。针对本发明涉及的不同通信模式，实现双模融合通信的同时还做到无缝切换，在某一种通信模式无法正常工作的时候能提供额外的手段进行通信。双模融合，顾名思义就是取长补短，本发明则是利用无线自组网能够传输语音、图像和视频等大数据信息的优点，结合北斗RDSS短报文在数据通信时，北斗RDSS短报文发送文字信息，无线自组网发送附件信息。实现双模无缝切换先是要利用通信信道信号监视来实现信道上信号是否完整、有效、可用；利用通信信道收发监听来判断此通信模式是否暂时被占用；利用存储转发则是在信道信号不可用或者被占用的时候能将需要发送的数据信息暂存起来，待时机成熟的时候再补传发送。

本发明提出北斗RDSS短报文中继。众所周知，北斗RDSS短报文用户端设备是需要指挥端设备管理支持的，且用户端之间不存在组网和中继等功能。本发明结合无线自组网自动组网和中继的特点，针对部分无线自组网在线节点因为遮挡或其他原因引起北斗RDSS短报文无法正常工作时候，根据无线自组网成熟路由算法选择网络中最优在线节点，并通过最优在线节点的北斗RDSS短报文进行短报文通信。

本发明的一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计具有人机交互友好、智能化、数据通信量大、通信范围广、安全性好、可靠性高等特点，为适应海上、沙漠、山林、野外、山洞等恶劣气候与环境，可充分考虑防水、防尘、防摔、防腐蚀、防盐雾和防霉菌等要求，能够广泛应用于气象、地质、水利、海洋、渔业、旅游、科考、应急救援、武警、军事和国防等领域。

优选的，所述主控制器通过接口扩展模块实现了包括以太网接口、RS232接口、USB接口的扩展。

优选的，所述主控制器通过显控模块对外进行人机交互。

优选的，主控制器通过监听北斗收发链路中S频点信号、多工放大器的状态来判定本节点的北斗收发链路是否正常。

优选的，主控制器通过监听无线自组网收发链路匹配到其他节点时的请求状态来判定本节点的无线自组网收发链路是否正常，同时监听本节点组网后的无线自组网网络中信道上的载波来确定无线自组网的通信状态，并根据监听数据实时更新无线组网节点列表。

优选的，所述配置文件中包括目标节点、附件文件存储位置、存储起始地址、附件文件结束地址、时间戳。

基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统的通信方法，包括以下至少1种通信过程：融合通信过程、存储转发通信过程、北斗RDSS短报文中继通信过程；

融合通信过程为：主控制器分别控制北斗收发链路发送短报文、无线自组网收发链路发送大数据附件文件，或主控制器控制无线自组网收发链路发送大数据附件文件和发送短报文；

存储转发通信过程为：主控制器先将大数据附件文件储存到储存模块，并生成离线下载通知文本信息，控制器控制离线下载通知文本信息通过北斗收发链路以短报文的方式发送到目标节点，待本节点的无线自组网收发链路连接到目标节点的无线自组网收发链时，再将保存的大数据附件文件发送给目标节点；

北斗RDSS短报文中继模式通信过程为：由主控制器确定在线路由最优节点，通过在线路由最优节点无线自组网收发链路转发短报文至目标节点。

所述融合通信过程具体为：

A1、状态监听：先查看本节点与目标节点都在无线组网节点列表中为在线节点、再查看本节点的北斗收发链路的通讯状态，当北斗收发链路的通讯状态正常时，转A2、模式切换，当北斗收发链路的通讯状态异常时，转A3、模式切换，

A2、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入分立融合通信模式，模式切换后进入A4、通讯处理，

A3、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入独立融合通信模式，模式切换后进入A5、通讯处理，

A4、通讯处理：

在融合通信模式下进行A41、A42操作：

A41操作：北斗RDSS基带解算模块将主控制器发来的短报文数据处理成北斗RDSS射频收发模块能够发生的信号，北斗RDSS射频收发模块接收北斗RDSS基带解算模块发来的数据信号，并通过转换和通道选择发送出去，完成短报文的发送；

A42操作：无线自组网基带处理模块将主控制器发来的自组网数据的进行组帧、封包、调制处理，无线自组网射频收发功能模块接收无线自组网基带处理模块来的数据信号后进行混频、滤波处理后发送出去，完成大数据附件文件的发送；

A5、通讯处理：

在融合通信模式下进行A51操作：

A51操作：无线自组网基带处理模块将主控制器发来的自组网数据和短报文数据的进行组帧、封包、调制处理，无线自组网射频收发功能模块接收无线自组网基带处理模块来的数据信号后进行混频、滤波处理后发送出去，完成大数据附件文件和短报文的发送。

所述存储转发通信过程具体为：

B1、状态监听：当监听到本节点或/和目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯正常时，转B2、模式切换，

B2、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入存储转发通信模式，转B3、通讯处理，

B3、通讯处理：

在存储转发通信模式下进行以下操作：

B31、储存操作：主控制器先将大数据附件文件储存到储存模块，同时生成目标节点信息与储存的大数据附件文件对应关系的配置文件并存到储存模块，并生成离线下载通知文本信息，

B32、短报文操作：北斗RDSS基带解算模块将主控制器发来的离线下载通知文本信息处理成北斗RDSS射频收发模块能够发生的信号，北斗RDSS射频收发模块接收北斗RDSS基带解算模块发来的数据信号，并通过转换和通道选择发送出去，以完成将离线下载通知文本信息以短报文的方式发送给目标节点，

B33、上线状态监听操作：持续监听到无线组网节点列表，当本节点和目标节点在无线组网节点列表中更新为在线节点时，进行B34、大数据操作，

B34、大数据操作：主控制器通过配置文件调出储存的大数据附件文件发生给无线自组网基带处理模块，无线自组网基带处理模块对大数据附件文件进行组帧、封包、调制处理，无线自组网射频收发功能模块接收无线自组网基带处理模块来的数据信号后进行混频、滤波处理后发送出去，完成大数据附件文件的发送。

所述北斗RDSS短报文中继模式通信过程具体为：

C1、状态监听：当本节点在无线组网节点列表中为在线节点、目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯异常时，转C2、模式切换，

C2、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入北斗RDSS短报文中继通信模式，转C3、连接在线路由最优节点，

C3、连接在线路由最优节点：主控制器通过无线自组网路由算法解算出本节点到目标节点的在线路由最优节点，确定在线路由最优节点的北斗收发链路正常后，将需要发送的短报文和本节点的短报文通信SIM卡信息通过无线自组网收发链路传输至在线路由最优节点，并告知本节点需要通过其发送短报文信息，再转C4、中继转发，

C4、中继转发：在线路由最优节点通过其北斗收发链路转发短报文至目标节点。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明提出的一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计，突破传统无线通信模式，采用双模通信设计打破通信模式传统，兼顾区域和广域通信，提供多一种通信手段。两种模式的通信方法，通信协议各不相同，相辅相成，取长补短。

2、本发明提出的一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计，在两种不同通信的机制上，通过对基带、射频甚至是通道上的选择与控制来实现，做到通信过程可控、通信内容可控、通信效果可控。

3、本发明采用双模无缝切换与融合，大大提高了通信的成功率，特别是在特殊情况下时候，双模通信设计能够减少突发情况下带来不必要的人力财力的损失。且能够传输的数据量更多，通信作用范围更加广阔。

4、本发明采用无线自组网路由选择算法实现北斗RDSS短报文中继通信，给特殊情况下的双模通信无缝切换和融合提供得力保障。

5、本发明采用存储转发方法，在离线、网络连接无效或故障的时候能够将数据信息选择离线发送模式，避免了重要数据丢失的情况。

6、本发明可搭配智能操作系统，实现双模无缝切换和融合通信的同时，为用户提供友好的人机界面，大大提高了设计的现代化、智能化理念。同时智能操作系统支持丰富的外设接口，使得本发明的设计与方法兼容性更广、适用性更好。

7、本发明采用的双模通信设计，具备体积小、功耗低、高集成度等特点，结合工业三防（防水、防尘、防摔）设计或者是特种装备标准设计，应用领域相当广阔。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计原理框图。

图2是本发明一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计中通信信道信号监视和通信信道收发监听流程示意图。

图3是本发明一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计中存储转发流程示意图。

图4是本发明一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计中双模通信无缝切换和融合流程示意图。

图5是本发明一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计中北斗RDSS短报文中继流程示意图。

图6是本发明一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计的工作描述示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例一

如图1-图6所示，

基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统，包括主控制器、受主控制器控制的北斗收发链路和无线自组网收发链路，其中，

北斗收发链路包括与主控制器的控制接口和数据接口连接的北斗RDSS基带解算模块、与北斗RDSS基带解算模块依次连接的模数-数模转换器、北斗RDSS射频收发功能模块、多工放大器、北斗RDSS收发天线；

无线自组网收发链路包括与主控制器的控制接口和数据接口连接的无线自组网基带处理模块、与无线自组网基带处理模块依次连接的模数-数模转换器、无线自组网射频收发功能模块、信号放大器、无线自组网收发天线；

所述主控制器的控制接口分别同时与北斗RDSS射频收发功能模块、无线自组网射频收发功能模块连接，且所述主控制器还连接有储存模块；

主控制器：用于对北斗收发链路、无线自组网收发链路施行通信信道信号监视和通信信道收发的监听，再根据监听情况进行通信模式切换，并在对应的通信模式下进行通信工作，所述通信模式包括融合模式、存储转发模式、北斗RDSS短报文中继模式中的至少一种；

融合模式为：当监听到本节点与目标节点都在无线组网节点列表中为在线节点、本节点的北斗收发链路通讯正常时，主控制器控制北斗收发链路发送短报文，主控制器控制无线自组网收发链路发送大数据附件文件；当监听到本节点与目标节点都在无线组网节点列表中为在线节点、本节点的北斗收发链路通讯异常时，主控制器控制无线自组网收发链路发送大数据附件文件、发送短报文；

存储转发模式为：当监听到本节点或/和目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯正常时，主控制器将大数据附件文件储存到储存模块，同时生成目标节点信息与储存的大数据附件文件对应关系的配置文件并存到储存模块，并生成离线下载通知文本信息，主控制器控制离线下载通知文本信息通过北斗收发链路以短报文的方式发送到目标节点，待监听到本节点和目标节点在无线组网节点列表中为在线节点，将保存的大数据附件文件按配置文件发送给目标节点；

北斗RDSS短报文中继模式为：当本节点在无线组网节点列表中为在线节点、目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯异常时，则主控制器通过无线自组网路由算法解算出本节点到目标节点的在线路由最优节点，确定在线路由最优节点的北斗收发链路正常后，将需要发送的短报文和本节点的短报文通信SIM卡信息通过无线自组网收发链路传输至在线路由最优节点，并告知在线路由最优节点需要通过其发送短报文信息，在线路由最优节点通过北斗收发链路转发短报文至目标节点。

所述主控制器通过接口扩展模块实现了包括以太网接口、RS232接口、USB接口的扩展。所述主控制器通过显控模块对外进行人机交互。主控制器通过监听北斗收发链路中S频点信号、多工放大器的状态来判定本节点的北斗收发链路是否正常。主控制器通过监听无线自组网收发链路匹配到其他节点时的请求状态来判定本节点的无线自组网收发链路是否正常，同时监听本节点组网后的无线自组网网络中信道上的载波来确定无线自组网的通信状态，并根据监听数据实时更新无线组网节点列表。所述配置文件中包括目标节点、附件文件存储位置、存储起始地址、附件文件结束地址、时间戳。

具体的，如图1所示，一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统是双模无线通信装置，采用无线自组网和北斗RDSS短报文通信技术，由北斗RDSS收发天线、多工放大器、北斗RDSS射频收发功能模块、无线自组网收发天线、信号放大器、无线自组网射频收发功能模块、DAC（Digital Analog Control）、ADC（Analog Digital Control）、北斗RDSS基带解算模块、无线自组网基带处理模块、主控制器（MCU）、主时钟模块、显控模块、存储模块以及接口模块等组件组成，构成集通信控制和射频收发于一体的嵌入式双模无线通信装置。MCU通过控制接口和数据接口对无线北斗RDSS基带解算模块、自组网基带处理模块进行通信配置和数据交换。MCU通过内部存储器接口与外部存储模块连接，用于对配置文件和大容量附件文件的读写、存储、加载等操作。MCU通过接口扩展模块实现了包括以太网接口、RS232接口、USB接口等其他接口的扩展。

基带处理模块包含两部分内容分别是北斗RDSS基带解算模块和无线自组网基带处理模块，主要实现各自通信模式下的基带解算/处理、频率合成、数据融合、模式切换、信号捕获与跟踪等工作。射频收发功能模块包括北斗RDSS射频收发功能模块和无线自组网收发功能模块，基带处理模块提供基准频率，通过控制接口与MCU连接，实现MCU对通信信道信号监视和收发监听。上电初始化的时候，MCU需要从存储模块里面读取系统配置对基带处理模块内部寄存器进行配置。默认情况下MCU通过控制接口射频收发功能模块工作在接收状态，射频收发功能模块结合后端ADC器件与基带处理模块连接实现射频信号到基带信号的数据流变换。发送状态时，MCU将需要发送的数据通过数据接口传输至基带处理处理模块，经由基带处理模块通过DAC连接射频收发功能模块进行数据流的变换，经过滤波、混频、通道切换和放大等步骤后，由收发天线发出，数据发送完成后由射频收发模块通知MCU，装置恢复到默认接收状态。

图6是针对本法在不同通信状态下的工作描述。图中涉及四种工作状态分别是：①两种模式都能正常通信；②单北斗RDSS短报文通信；③单无线自组网通信；④两种模式均不能正常通信。装置启动时需要进行通信信道信号监视和收发监听，工作状态之间采用无缝切换。工作状态①，在无特别要求下装置优先采用无线自组网模式进行通信，紧急情况两种模式融合通信。工作状态②，在装置无线自组网离线或者目标节点离线的时候，一般情况下装置实行存储转发，也可以无缝切换到北斗RDSS短报文通信模式将文本信息发送目标节点，并提示目标节点及时上线收取附件文件。工作状态③，在北斗RDSS短报文不可用时，显示通过无线自组网路由算法选择最优节点作为北斗RDSS短报文中继，在无法选择到合适中继节点时所有通信内容都将由无线自组网进行传输。工作状态④，将需要传输的信息内容进行存储转发处理，快速建立一种有效的通信连接。

图2为本发明一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计中通信信道信号监视和通信信道收发监听流程示意图，装置首先需要进行系统配置，实现对系统参数、各接口参数、各功能模块的初始化，然后进入信号监视和收发监听。本发明通过对北斗S频点信号捕获接收，来确定其是否可用并确定能进行通信的通道编号；通过接收附件无线自组网的组网请求来判断是否有有效网络存在并自组组网，读取节点列表来确定可通信节点。本发明由MCU通过控制接口来对射频收发功能模块的收发状态进行监听，对于北斗RDSS模块在收发信息的时候是需要通过切换收发通道，且多工放大器也需要进行通道切换，MCU可以通过控制接口上的内容确定/控制其收发状态。而对于无线自组网则是通过通道在线载波监听来确定其收发状态。

图3为本发明一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计中存储转发流程示意图，装置在经过系统设置后，通过获取无线自组网节点列表来判断本身是否进行了有效组网，在有有效组网的时候分两种情况一、编辑新的发送内容，二、读取存储转发配置文件，针对该两种情况都需要判读目标节点是否在线，如果目标节点在线则通过无线自组网完成信息传输并清除对应的配置文件和附件文件。如果目标节点离线则需要形成配置文件和附件文件分开保存，配置文件需要包含的内容有：目标节点、附件文件存储位置、存储起始地址、附件文件结束地址、时间戳等等。对于特别紧急的通信，在北斗RDSS可用的情况下发送短报文告知目标节点。

图4为本发明一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计中双模通信无缝切换和融合流程示意图，针对需要发送的内容装置需要判断其通信模式的选择，默认情况是通过无线自组网进行数据通信，当没有无线自组网通信信息时候，判断是否有北斗RDSS短报文信息。当需要通过无线自组网通信信息时候，在无线自组网可用的情况下通过无线自组网完成传输；在无线自组网不可用的情况下（本节点或目标节点离线），则需要判断是否有大数据附件文件，有大数据通信文件则存储转发，并可在北斗RDSS可用情况下发送短报文通知目标节点，当没有大数据附件文件时候，判断北斗RDSS短报文是否可用，并在可用情况下以北斗RDSS短报文形式发送给目标节点。

图5为本发明一种基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信设计中北斗RDSS短报文中继流程示意图，在装置系统配置后确定了北斗RDSS短报文不可用，无线自组网可用情况下，通过读取节点列表并进行路由算法选择节点，并从节点中剔除掉北斗RDSS短报文不可用的节点，得到能够借用通信的节点作为最优节点，通知最优节点本节点需要借用其北斗RDSS短报文进行信息传输，从而达到北斗RDSS短报文中继的目的。

实施例2

如图1-图6所示，基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统的通信方法，包括以下至少1种通信过程：融合通信过程、存储转发通信过程、北斗RDSS短报文中继通信过程；

融合通信过程为：主控制器分别控制北斗收发链路发送短报文、无线自组网收发链路发送大数据附件文件，或主控制器控制无线自组网收发链路发送大数据附件文件和发送短报文；

存储转发通信过程为：主控制器先将大数据附件文件储存到储存模块，并生成离线下载通知文本信息，控制器控制离线下载通知文本信息通过北斗收发链路以短报文的方式发送到目标节点，待本节点的无线自组网收发链路连接到目标节点的无线自组网收发链时，再将保存的大数据附件文件发送给目标节点；

北斗RDSS短报文中继模式通信过程为：由主控制器确定在线路由最优节点，通过在线路由最优节点无线自组网收发链路转发短报文至目标节点。

所述融合通信过程具体为：

A1、状态监听：先查看本节点与目标节点都在无线组网节点列表中为在线节点、再查看本节点的北斗收发链路的通讯状态，当北斗收发链路的通讯状态正常时，转A2、模式切换，当北斗收发链路的通讯状态异常时，转A3、模式切换，

A2、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入分立融合通信模式，模式切换后进入A4、通讯处理，

A3、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入独立融合通信模式，模式切换后进入A5、通讯处理，

A4、通讯处理：

在融合通信模式下进行A41、A42操作：

A41操作：北斗RDSS基带解算模块将主控制器发来的短报文数据处理成北斗RDSS射频收发模块能够发生的信号，北斗RDSS射频收发模块接收北斗RDSS基带解算模块发来的数据信号，并通过转换和通道选择发送出去，完成短报文的发送；

A42操作：无线自组网基带处理模块将主控制器发来的自组网数据的进行组帧、封包、调制处理，无线自组网射频收发功能模块接收无线自组网基带处理模块来的数据信号后进行混频、滤波处理后发送出去，完成大数据附件文件的发送；

A5、通讯处理：

在融合通信模式下进行A51操作：

A51操作：无线自组网基带处理模块将主控制器发来的自组网数据和短报文数据的进行组帧、封包、调制处理，无线自组网射频收发功能模块接收无线自组网基带处理模块来的数据信号后进行混频、滤波处理后发送出去，完成大数据附件文件和短报文的发送。

所述存储转发通信过程具体为：

B1、状态监听：当监听到本节点或/和目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯正常时，转B2、模式切换，

B2、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入存储转发通信模式，转B3、通讯处理，

B3、通讯处理：

在存储转发通信模式下进行以下操作：

B31、储存操作：主控制器先将大数据附件文件储存到储存模块，同时生成目标节点信息与储存的大数据附件文件对应关系的配置文件并存到储存模块，并生成离线下载通知文本信息，

B32、短报文操作：北斗RDSS基带解算模块将主控制器发来的离线下载通知文本信息处理成北斗RDSS射频收发模块能够发生的信号，北斗RDSS射频收发模块接收北斗RDSS基带解算模块发来的数据信号，并通过转换和通道选择发送出去，以完成将离线下载通知文本信息以短报文的方式发送给目标节点，

B33、上线状态监听操作：持续监听到无线组网节点列表，当本节点和目标节点在无线组网节点列表中更新为在线节点时，进行B34、大数据操作，

B34、大数据操作：主控制器通过配置文件调出储存的大数据附件文件发生给无线自组网基带处理模块，无线自组网基带处理模块对大数据附件文件进行组帧、封包、调制处理，无线自组网射频收发功能模块接收无线自组网基带处理模块来的数据信号后进行混频、滤波处理后发送出去，完成大数据附件文件的发送。

所述北斗RDSS短报文中继模式通信过程具体为：

C1、状态监听：当本节点在无线组网节点列表中为在线节点、目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯异常时，转C2、模式切换，

C2、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入北斗RDSS短报文中继通信模式，转C3、连接在线路由最优节点，

C3、连接在线路由最优节点：主控制器通过无线自组网路由算法解算出本节点到目标节点的在线路由最优节点，确定在线路由最优节点的北斗收发链路正常后，将需要发送的短报文和本节点的短报文通信SIM卡信息通过无线自组网收发链路传输至在线路由最优节点，并告知本节点需要通过其发送短报文信息，再转C4、中继转发，

C4、中继转发：在线路由最优节点通过其北斗收发链路转发短报文至目标节点。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统，其特征在于：包括主控制器、受主控制器控制的北斗收发链路和无线自组网收发链路，其中，

北斗收发链路包括与主控制器的控制接口和数据接口连接的北斗RDSS基带解算模块、与北斗RDSS基带解算模块依次连接的模数-数模转换器、北斗RDSS射频收发功能模块、多工放大器、北斗RDSS收发天线；

无线自组网收发链路包括与主控制器的控制接口和数据接口连接的无线自组网基带处理模块、与无线自组网基带处理模块依次连接的模数-数模转换器、无线自组网射频收发功能模块、信号放大器、无线自组网收发天线；

所述主控制器的控制接口分别同时与北斗RDSS射频收发功能模块、无线自组网射频收发功能模块连接，且所述主控制器还连接有储存模块；

主控制器：用于对北斗收发链路、无线自组网收发链路施行通信信道信号监视和通信信道收发的监听，再根据监听情况进行通信模式切换，并在对应的通信模式下进行通信工作，所述通信模式包括融合模式、存储转发模式、北斗RDSS短报文中继模式中的至少一种；

融合模式为：当监听到本节点与目标节点都在无线组网节点列表中为在线节点、本节点的北斗收发链路通讯正常时，主控制器控制北斗收发链路发送短报文，主控制器控制无线自组网收发链路发送大数据附件文件；当监听到本节点与目标节点都在无线组网节点列表中为在线节点、本节点的北斗收发链路通讯异常时，主控制器控制无线自组网收发链路发送大数据附件文件、发送短报文；

存储转发模式为：当监听到本节点或/和目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯正常时，主控制器将大数据附件文件储存到储存模块，同时生成目标节点信息与储存的大数据附件文件对应关系的配置文件并存到储存模块，并生成离线下载通知文本信息，主控制器控制离线下载通知文本信息通过北斗收发链路以短报文的方式发送到目标节点，待监听到本节点和目标节点在无线组网节点列表中为在线节点，将保存的大数据附件文件按配置文件发送给目标节点；

北斗RDSS短报文中继模式为：当本节点在无线组网节点列表中为在线节点、目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯异常时，则主控制器通过无线自组网路由算法解算出本节点到目标节点的在线路由最优节点，确定在线路由最优节点的北斗收发链路正常后，将需要发送的短报文和本节点的短报文通信SIM卡信息通过无线自组网收发链路传输至在线路由最优节点，并告知在线路由最优节点需要通过其发送短报文信息，在线路由最优节点通过北斗收发链路转发短报文至目标节点。

2.根据权利要求1所述的基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统，其特征在于：所述主控制器通过接口扩展模块实现了包括以太网接口、RS232接口、USB接口的扩展。

3.根据权利要求1所述的基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统，其特征在于：所述主控制器通过显控模块对外进行人机交互。

4.根据权利要求1所述的基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统，其特征在于：主控制器通过监听北斗收发链路中S频点信号、多工放大器的状态来判定本节点的北斗收发链路是否正常。

5.根据权利要求1所述的基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统，其特征在于：主控制器通过监听无线自组网收发链路匹配到其他节点时的请求状态来判定本节点的无线自组网收发链路是否正常，同时监听本节点组网后的无线自组网网络中信道上的载波来确定无线自组网的通信状态，并根据监听数据实时更新无线组网节点列表。

6.根据权利要求1所述的基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统，其特征在于：所述配置文件中包括目标节点、附件文件存储位置、存储起始地址、附件文件结束地址、时间戳。

7.基于权利要求1-6中任意一项基于无线自组网和北斗RDSS技术的双模通信系统的通信方法，其特征在于，包括以下至少1种通信过程：融合通信过程、存储转发通信过程、北斗RDSS短报文中继通信过程；

融合通信过程为：主控制器分别控制北斗收发链路发送短报文、无线自组网收发链路发送大数据附件文件，或主控制器控制无线自组网收发链路发送大数据附件文件和发送短报文；

存储转发通信过程为：主控制器先将大数据附件文件储存到储存模块，并生成离线下载通知文本信息，控制器控制离线下载通知文本信息通过北斗收发链路以短报文的方式发送到目标节点，待本节点的无线自组网收发链路连接到目标节点的无线自组网收发链路时，再将保存的大数据附件文件发送给目标节点；

北斗RDSS短报文中继模式通信过程为：由主控制器确定在线路由最优节点，通过在线路由最优节点无线自组网收发链路转发短报文至目标节点。

8.根据权利要求7所述的通信方法，其特征在于，融合通信过程具体为：

A1、状态监听：先查看本节点与目标节点都在无线组网节点列表中为在线节点、再查看本节点的北斗收发链路的通讯状态，当北斗收发链路的通讯状态正常时，转A2、模式切换，当北斗收发链路的通讯状态异常时，转A3、模式切换，

A2、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入分立融合通信模式，模式切换后进入A4、通讯处理，

A3、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入独立融合通信模式，模式切换后进入A5、通讯处理，

A4、通讯处理：

在融合通信模式下进行A41、A42操作：

A41操作：北斗RDSS基带解算模块将主控制器发来的短报文数据处理成北斗RDSS射频收发模块能够发生的信号，北斗RDSS射频收发模块接收北斗RDSS基带解算模块发来的数据信号，并通过转换和通道选择发送出去，完成短报文的发送；

A42操作：无线自组网基带处理模块将主控制器发来的自组网数据的进行组帧、封包、调制处理，无线自组网射频收发功能模块接收无线自组网基带处理模块来的数据信号后进行混频、滤波处理后发送出去，完成大数据附件文件的发送；

A5、通讯处理：

在融合通信模式下进行A51操作：

A51操作：无线自组网基带处理模块将主控制器发来的自组网数据和短报文数据的进行组帧、封包、调制处理，无线自组网射频收发功能模块接收无线自组网基带处理模块来的数据信号后进行混频、滤波处理后发送出去，完成大数据附件文件和短报文的发送。

9.根据权利要求7所述的通信方法，其特征在于，存储转发通信过程具体为：

B1、状态监听：当监听到本节点或/和目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯正常时，转B2、模式切换，

B2、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入存储转发通信模式，转B3、通讯处理，

B3、通讯处理：

在存储转发通信模式下进行以下操作：

B31、储存操作：主控制器先将大数据附件文件储存到储存模块，同时生成目标节点信息与储存的大数据附件文件对应关系的配置文件并存到储存模块，并生成离线下载通知文本信息，

B32、短报文操作：北斗RDSS基带解算模块将主控制器发来的离线下载通知文本信息处理成北斗RDSS射频收发模块能够发生的信号，北斗RDSS射频收发模块接收北斗RDSS基带解算模块发来的数据信号，并通过转换和通道选择发送出去，以完成将离线下载通知文本信息以短报文的方式发送给目标节点，

B33、上线状态监听操作：持续监听到无线组网节点列表，当本节点和目标节点在无线组网节点列表中更新为在线节点时，进行B34、大数据操作，

B34、大数据操作：主控制器通过配置文件调出储存的大数据附件文件发生给无线自组网基带处理模块，无线自组网基带处理模块对大数据附件文件进行组帧、封包、调制处理，无线自组网射频收发功能模块接收无线自组网基带处理模块来的数据信号后进行混频、滤波处理后发送出去，完成大数据附件文件的发送。

10.根据权利要求7所述的通信方法，其特征在于，北斗RDSS短报文中继模式通信过程具体为：

C1、状态监听：当本节点在无线组网节点列表中为在线节点、目标节点在无线组网节点列表中为离线节点、本节点的北斗收发链路通讯异常时，转C2、模式切换，

C2、模式切换：主控制器控制北斗RDSS基带解算模块、北斗RDSS射频收发模块、无线自组网基带处理模块、无线自组网射频收发功能模块进入北斗RDSS短报文中继通信模式，转C3、连接在线路由最优节点，

C3、连接在线路由最优节点：主控制器通过无线自组网路由算法解算出本节点到目标节点的在线路由最优节点，确定在线路由最优节点的北斗收发链路正常后，将需要发送的短报文和本节点的短报文通信SIM卡信息通过无线自组网收发链路传输至在线路由最优节点，并告知本节点需要通过其发送短报文信息，再转C4、中继转发，

C4、中继转发：在线路由最优节点通过其北斗收发链路转发短报文至目标节点。

Images