CN108810847A - 低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的构建方法 - Google Patents

低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的构建方法，包括：以地面车载支援系统构建无线数字化技术基站联网链路；以飞艇平台构建网格式网络；通过所述无线数字化技术基站联网链路对中继处理的数据包实现节点间的数据传输。本发明以地面车载支援系统构建无线数字化技术基站联网链路，实现数字无线链路抗干扰可靠灵活的解决方案；以飞艇平台构建具有自我配置和自修复性的、不需要人为的干预的、无线重复接/发数据功能的网络节点，用可靠的通信链路对中继处理的数据包实现节点间的数据传输。网格网能从一个中央连线链路，无线链接地扩展，覆盖一个较很大的区域地区，不仅容易设置，且具有很强的生存能力。

Description

低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的构建方法
技术领域
本发明涉及热气飞艇领域，具体地说，特别涉及一种低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的构建方法。
背景技术
我国边疆区域广阔、地理环境复杂、出入境通道、人行便道不计其数，担负边界巡检巡察、值守管控与保卫职能工作的边防工作站、边防派出所，主要通过固定值守与人工巡查相结合的方式对边境事务进行管理，预防与应急准备、监测与预警、应急处置的工作强度大，处置突发事件的成效、应急信息获取与传输的时效性、准确性、实时性差。
本发明针对全国边防重点、特征性区域边境的感知全面、管控智能的可视化立体防控体系需求，基于视频监控、雷达、船舶自动识别系统(AIS)、车辆自动识别管理系统、光电监测跟踪、高精度定位、局地(道路)环境与监控等系统的数据获取、处理与融合，结合空中多旋翼无人热气飞艇、地面综合指挥车，边防工作站、边防派出所等局地无线网络覆盖区域视频监测、语音通信、导航定位、指挥调度等，构建空-地一体的低功耗低功率的多级跳无线数据传输网格网，实现获取的信息及时回传处理、精确定位、智能预警。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的构建方法。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的构建方法，包括：
以地面车载支援系统构建无线数字化技术基站联网链路；
以飞艇平台构建网格式网络；
通过所述无线数字化技术基站联网链路对中继处理的数据包实现节点间的数据传输。
进一步的，所述以地面车载支援系统构建无线数字化技术基站联网链路的具体步骤如下：
所述地面车载支援系统与不同信息数据流，在不同区域或局地平台之间的快速、实时传递；
所述地面车载支援系统与不同联勤保障及防卫平台内的装备平台、探测平台，引接并对信息数据流进行处理。
进一步的，所述无线数字化技术基站联网链路采用无中心链路基站；
所述无中心链路基站采用VHF或UHF数字链路结构，依据实时检测本地、链路的信号强度，选择语音信号传输路由。
进一步的，所述无线数字化技术基站联网链路采用多节点数字链路。
进一步的，所述网格式网络具有易实现负荷均衡的无线基站形成网格多链路的节点。
进一步的，所述网格式网络的无线通信为：基于802.11a/b/g标准的网格式无线局域网。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明以地面车载支援系统构建无线数字化技术基站联网链路，实现数字无线链路抗干扰可靠灵活的解决方案；以飞艇平台构建具有自我配置和自修复性的、不需要人为的干预的、无线重复接/发数据功能的网络节点，用可靠的通信链路对中继处理的数据包实现节点间的数据传输。网格网能从一个中央连线链路，无线链接地扩展，覆盖一个较很大的区域地区，不仅容易设置，且具有很强的生存能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的构建方法流程图。
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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供了一种低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的构建方法，参见图1，包括：
S100：以地面车载支援系统构建无线数字化技术基站联网链路；
本实施例中，以地面车载支援系统构建无线数字化技术基站联网链路，实现方法为：与不同信息数据流在不同区域或局地平台之间的快速、实时传递；与不同联勤保障及防卫平台内的装备平台、探测平台能有效地引接并对信息数据流进行可靠处理。具体如下：
1)数字链路的语音传输：
对语音信号采用数字压缩技术进行数字化处理是实现数字链路的语音传输的关键。实现语音信号的数字化压缩/还原既要考虑压缩后的语音码流是否达到系统传输要求，更要考虑解压缩编码语音可懂度(语音清晰度)、可信度(语音自然度)，信噪比及综合质量。
基于模组优化技术设计语音编解码芯片，与DVSI的AMBE-3000AMBE-1000芯片完全pin-to-pin兼容，采用成熟的AMBE技术的语音压缩算法，实现自适应语音编解码速率2.0Kbps～4.8Kbps、符合VHF数字通道，得到自然语音音质好和保持语音可懂度语音信号的传输要求。功能特性：
可选的语音编码速率：2.0Kbps～4.8Kbps
可选的前向纠错(FEC)速率：50bps～7.2Kbps
语音激活/信噪比，通过信道编码和交织处理
可选的串行和并行信道接口
回声抵消、DTMF检测和产生
LQFP100封装
支持休眠模式
2)基站联网链路主要有以下优点：
(1)无中心联网判选方式
无中心链路基站采用VHF或UHF数字链路结构，依据实时检测本地、链路的信号强度，选择语音信号传输路由。基站全部是平等的，没有主次之分，提高整个无线通信系统的可靠性。
a.系统基站智能联网路由：基于链路信号的场强、误码率这2个因素可实现自主/人为连接，智能选择连接到其它基站。语音通信的联网不因系统某个(或几个)基站出现故障而断网，可以通过其它路径快速自主恢复。
b.适合多级数字链路系统：在VHF或UHF通信网中数字话音经存储、再生、加工、重发，多次中继后，能保持原音质不变的特点，不会叠加链路噪音。
c.适合在复杂链路条件下的多节点数字链路系统组网/联网实现。
(2)多节点数字链路
系统链路主干路与多节点数字链路系统的节点之间，基站连接构成只需要就近与任何一个节点基站连接，从而接入整个通信系统。
S200：以飞艇平台构建网格式网络；
本实施例中，以飞艇平台构建网格式网络，具体如下：
1)网格式网络的共性
具有易实现负荷均衡的无线基站形成网格多链路的节点，增添新设备或当设备移址，只需在新址接通电源后，网格网就会发现并自动地把它纳入现有的系统。数据传输路径选择最佳的、且能用嵌入的无线网格迅速建立起传感器和控制器的网络，进行区域或局地的防卫管理。
2)网格式无线通信
基于802.11a/b/g标准的网格式无线局域网，网格的运作只取决于带有网络处理器，交换功能和系统软件的每一个智能节点。信号的接收强度、吞吐量、出错率和等待时间等链路发现和路径选择都在后台进行，每个节点都知道当前有哪些邻接点，并频繁地运算，找出最佳路径。如果某个节点出于维修、重新安排，或故障等任何原因停止工作，邻近的节点立即重新记录，重新运算，选择路径。
S300：通过所述无线数字化技术基站联网链路对中继处理的数据包实现节点间的数据传输。
本实施例中，还提供了低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的主要技术指标，具体如下：
(1)动态网络的数据传送速率为2兆比特/秒，使用视频图像语音、文本对话在内的各种类型IP应用，由网络中心传感器实现对时间敏感目标(TCT)进行精确探测定位；
(2)多种节点平台间信息建立与互通互联，支持500以下的联勤单位在高速互联网络传输下安全、抗干扰地传送数据。其特点：
a.基于优化GPRSOverIP网络技术的军用三网融合。
b.采用网络高速、宽带、低时延链路自适应技术实现网络容量10Mb/s，信息延迟2毫秒。
c.以IP协议为基础，具有新节点的验证，并根据网络位置信息或节点信息自适应快速自组网与断开连接操作，网络结构与软件流程简单，支持用户数量多。形成集情报侦察、战场监视于一体的防卫作战网络。
d.数据传输频段：分别为1439MHz、1441MHz、1443MHz、2420MHz，系统误码率(BER)0.01。各信道噪声功率相等均为-82.5dBm。
e.天线选择：配合使用低截获性、抗干扰性窄波束、快速机动中天线波束可实时定向调整，并保持对准的多波束天线(MBA)。
f.高编码速率：采用较高阶的调制方式和较高的编码速率实时、数字化的通信设备，数据加密的高数据传输率2兆比特/秒，可以自动组网，并且在任何时刻都能交换密钥。根据数据的优先级分配其传输带宽，降低被截获的概率，可多节点传输数据等。
g.VHF或UHF通信技术的双向数据链路：通过判断无线电信号到达不同基站时间的延迟，准确计算出信号源的三维空间坐标，以此引导其他传感器对无线电发射信号进行识别、目标定位，对该目标所处区域实施不间断的监控。
h.多路/用户信息汇集接收与存储转发处理系统：获取/收集的图像信息及作用距离、分辨率、地理精度的信息传输给由地面车载机动支援控制站构建的目标网关与通信节点，通过多层网络管理和自动带宽调节，实现远程/临空用户动态信息的接收、融合与分发，使来自多个平台的数据互联，以对发现目标进行精确定位和二次跟踪锁定。实现"时间敏感目标"的精确定位。
i.外形尺寸及电力负荷能够由无人飞艇配置携带。
(四)无人飞艇平台数据链与战术互联网
采用多信道、多信息传输格式和多通道传输模式构成的数据链，与多协议、多路由等战术互联网构成的链接，将各个联勤保障平台、执勤防卫平台实现战术链接，其功能特点：
a.链接关系服从战术互联网的网络协议：协议网络节点间的连通关系，网络拓扑结构变化时各节点间路由的变化。
b.网络协议相对简单，以保证战术信息传输的实时性。
c.综合数据链对信息转发：首先，为保证转发信息的时效性，事先规划要转发的信息并将转发的信道容量分配/固定；然后，转发节点分类处理信息，对有时效性的信息可做覆盖处理。
d.信号波形设计原则不同：数据链在设计信号波形时统一考虑传输信息、网络协议、调制解调方式等，形成高效的数据链链接方式。
e.信息差错的处理原则：数据链一般在多个节点间不做点对点差错控制，在数据链终端或指控系统中完成数据的差错处理。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明以地面车载支援系统构建无线数字化技术基站联网链路，实现数字无线链路抗干扰可靠灵活的解决方案；以飞艇平台构建具有自我配置和自修复性的、不需要人为的干预的、无线重复接/发数据功能的网络节点，用可靠的通信链路对中继处理的数据包实现节点间的数据传输。网格网能从一个中央连线链路，无线链接地扩展，覆盖一个较很大的区域地区，不仅容易设置，且具有很强的生存能力。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低功耗低功率的多级跳无线网格网节点的构建方法，其特征在于，包括：
以地面车载支援系统构建无线数字化技术基站联网链路；
以飞艇平台构建网格式网络；
通过所述无线数字化技术基站联网链路对中继处理的数据包实现节点间的数据传输。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以地面车载支援系统构建无线数字化技术基站联网链路的具体步骤如下：
所述地面车载支援系统与不同信息数据流，在不同区域或局地平台之间的快速、实时传递；
所述地面车载支援系统与不同联勤保障及防卫平台内的装备平台、探测平台，引接并对信息数据流进行处理。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无线数字化技术基站联网链路采用无中心链路基站；
所述无中心链路基站采用VHF或UHF数字链路结构，依据实时检测本地、链路的信号强度，选择语音信号传输路由。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无线数字化技术基站联网链路采用多节点数字链路。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网格式网络具有易实现负荷均衡的无线基站形成网格多链路的节点。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述网格式网络的无线通信为：基于802.11a/b/g标准的网格式无线局域网。
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