CN108880634A - 一种通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信方法，在通信网络中执行，通信网络包括多个通信节点，每一个通信节点均包括射频收发模块，射频收发模块包括至少两个射频通道，其中，各射频通道的工作频段互不交叉且均采用时分双工模式进行射频信号的收发，该方法适于将数据从源节点传输至目标节点，该方法包括：当源节点与目标节点直接通信连接时，将源节点处的数据通过至少两个目标通道传输至目标节点；当源节点与目标节点不能直接通信连接时，将源节点处的数据依次经过各中继节点的转发传输至目标节点，其中，每一个中继节点通过第一通道接收前一个通信节点发送的数据，并将接收到的数据通过第二通道发送至下一个通信节点，第一通道与第二通道为不同的射频通道。

Description

一种通信方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种适用于无线专网应急通信设备自组网场景的通信方法。

背景技术

专网通信指的是为专门用户或专门业务所提供的便携式的、应急的无线通信服务，例如，为政府、公共安全、公用事业等提供的应急通信、指挥调度、日常工作通信等服务。通信链路的可靠性是专网通信的重要指标，其要求在任意环境下(任意时间、任意地点、任意通信双方)，通信带宽、时延等核心指标均能稳定在指定范围内，从而保证数据传输任务的顺利完成。然而，专网通信是一种无线通信技术，通过电磁波信号来传递信息，其受环境的影响很大，例如，因地形不平和遮挡所造成的电磁波多径衰落或阴影衰落，高速移动造成的多普勒频移以及同频段信号的电磁干扰或时变噪声等等，这些因素将造成专网通信性能的大幅度下降乃至通信中断。进一步地，由于专网通信要求即时组网即时通信即时服务，其通常工作在电磁波环境不可控的环境条件下，无法像运营商网络那样通过事先的频率和站址规划来避免遮挡和干扰。因此，对于专网通信来说，其更加迫切地需要一种能够抗干扰的、在较差的通信环境中依然能够保证稳定的组网性能以及传输性能的通信方案。

在现有技术中，解决上述问题的典型方案是采用多天线技术，尤其是大规模MIMO(massive Multiple-Input Multiple-Output)技术，通过实时测量和计算无线信道的特征，在发射端采用诸如预编码、波束赋型等多天线信号处理技术来解决传输性能问题，通过多点协同等调度技术来解决组网性能问题。但这种处理方案复杂度较高，对于硬件设备的处理能力有较高的要求，在面向便携场景的专网应急通信设备中难以实现，无法普及。

发明内容

为此，本发明提供一种通信方法，以力图解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种通信方法，在通信网络中执行，所述通信网络包括多个通信节点，每一个所述通信节点均包括射频收发模块，所述射频收发模块包括至少两个射频通道，其中，各射频通道的工作频段互不交叉且均采用时分双工模式进行射频信号的收发，所述方法适于将数据从源节点传输至目标节点，所述方法包括：当源节点与目标节点直接通信连接时，将源节点处的数据通过至少两个目标通道传输至目标节点；当源节点与目标节点不能直接通信连接时，将源节点处的数据依次经过各中继节点的转发传输至目标节点，其中，每一个中继节点均工作在第三模式，在第三模式中，通过第一通道接收前一个通信节点发送的数据，并将接收到的数据通过第二通道发送至下一个通信节点，所述第一通道与所述第二通道为不同的射频通道。

可选地，在根据本发明的通信方法中，将源节点处的数据通过至少两个目标通道传输至目标节点的步骤包括：监测每一个射频通道所对应的信道的通信质量；根据通信质量来确定至少两个目标通道并确定源节点的工作模式，根据所述工作模式来将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点。

可选地，在根据本发明的通信方法中，根据通信质量来确定至少两个目标通道并确定源节点的工作模式的步骤包括：若通信质量大于预设阈值的射频通道的数量大于等于2，则从通信质量大于预设阈值的射频通道中选择至少两个射频通道作为目标通道，源节点工作在第一模式，在第一模式中，各目标通道所传输的数据内容各不相同；若通信质量大于预设阈值的射频通道的数量小于2，则从所有射频通道中选择至少两个射频通道作为目标通道，源节点工作在第二模式，在第二模式中，各目标通道所传输的数据内容相同。

可选地，在根据本发明的通信方法中，射频收发模块包括两个射频通道，所述根据通信质量来确定至少两个目标通道并确定源节点的工作模式的步骤包括：将两个射频通道均作为目标通道；若两个目标通道的通信质量均大于预设阈值，则源节点工作在第一模式；若至少有一个目标通道的通信质量小于等于预设阈值，则源节点工作在第二模式。

可选地，在根据本发明的通信方法中，若源节点工作在第一模式，则在将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点的步骤之前，还包括步骤：源节点将待传输的数据封装成数据包，并对数据包进行编号，分别将每个数据包分发至一个目标通道进行传输；若源节点工作在第二模式，则在将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点的步骤之前，还包括步骤：源节点将待传输的数据封装成数据包，对数据包进行编号、复制，使编号相同的数据包的数量与目标通道的数量相同，将每一组编号相同的数据包分别派发至各目标通道进行传输。

可选地，在根据本发明的通信方法中，若源节点工作在第一模式，则在将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点的步骤之后，还包括步骤：目标节点将各目标通道所传来的数据进行汇总、排序；若源节点工作在第二模式，则在将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点的步骤之后，还包括步骤：目标节点将各目标通道所传来的数据进行汇总、排序、去重。

可选地，在根据本发明的通信方法中，通信质量包括信噪比、信号与干扰加噪声比、信号与噪声失真比中的一种或多种。

可选地，在根据本发明的通信方法中，将数据从一个源节点传输至目标节点所经过的通信节点序列记为一个传输路径，若一个通信节点是第一传输路径中的源节点，且是第二传输路径中的中继节点，则该通信节点先作为中继节点来执行第二传输路径中的数据转发任务，再作为源节点来执行第一传输路径中的数据发送任务。

根据本发明的技术方案，每一个通信节点采用射频收发模块来实现无线通信，射频收发模块采用多通道多天线设计，各通道之间能够独立、并行地进行无线信号收发。各通道的工作频段互不交叉，从而可以充分利用不同频段的电磁波信号的穿透和绕射能力差异，并避免信号间相互干扰。本发明的技术方案可以同时在两个或多个具有较大频率差异的频段上对相同或不同的数据报文内容进行传输，与传统多天线技术(例如MIMO)相比，将复杂度从基带处理转换为数据包处理，从而使基带处理的复杂度大大降低，同时又保持或接近传统多天线技术的性能增益，从而有利于保证专网应急通信的可靠性，并降低硬件复杂度及成本。

此外，本发明的技术方案适用于包括多个通信节点的通信网络中，每一个通信节点的射频收发模块均采用多通道多天线设计，每个节点可以根据其数据传输需求以及信道的通信质量来自适应地选择不同的工作模式，以提高传输性能和组网性能。

具体地，在源节点与目标节点可以直接通信时，若通信质量大于预设阈值的射频通道的数量大于等于2时，源节点工作在第一模式。在第一模式下，源节点的各个通道分别发送不同的数据，目标节点的各通道接收源节点发出的数据，并对数据进行汇总排序。该模式可以在保证数据传输可靠性的同时提高数据传输速率。若通信质量大于预设阈值的射频通道的数量小于2，则源节点工作在第二模式。在第二模式下，源节点的各个通道均发送相同的数据，目标节点的各通道接收源节点发出的数据，并对数据进行汇总排序去重。该模式主要用于保证数据传输的可靠性。

当源节点与目标节点不可直接通信连接时，源节点处的数据依次经过各中继节点的转发传输至目标节点，这时，每一个中继节点均工作在第三模式，在第三模式中，通过第一通道接收前一个通信节点发送的数据，并将接收到的数据通过第二通道发送至下一个通信节点。在第三模式下，中继节点可复用源节点的发射时隙，中继节点的转发过程不会占用额外的发射时隙，从而通过空分复用达到了时间复用的增益效果，提高了数据传输速率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的通信网络100的示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的通信节点A和通信节点B直接通信连接时的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的通信方法300的流程图；

图4示出了根据本发明一个实施例的第一模式的数据传输示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的第二模式的数据传输示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的通信节点A和通信节点B不能直接通信连接时(中继节点工作于第三模式)的数据传输示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好地描述本发明的技术方案，此处预先对本发明中所涉及的多个概念进行释明：

1、源节点：对于一次数据传输而言，数据的最初发送方为源节点。例如，数据从节点A经过节点B传输至节点C，则节点A为源节点。

2、目标节点：对于一次数据传输而言，数据的最终接收方为目标节点。例如，数据从节点A经过节点B传输至节点C，则节点C为目标节点。

3、中继节点：对于一次数据传输而言，除了源节点和目标节点之外，其他参与数据传输过程的节点均为中继节点，中继节点仅作为数据传输过程中的中间节点来对数据进行转发。例如，数据从节点A经过节点B、C传输至节点D，则节点B、C均为中继节点。

4、第一模式：是通信节点的一种工作模式，在这种模式下，源节点的各个通道分别发送不同的数据，目标节点的各通道接收源节点发出的数据，并对数据进行汇总排序。该模式可以在保证数据传输可靠性的同时提高数据传输速率。

5、第二模式：是通信节点的一种工作模式，在这种模式下，源节点的各个通道均发送相同的数据，目标节点的各通道接收源节点发出的数据，并对数据进行汇总排序去重。该模式主要用于保证数据传输的可靠性。

6、第三模式：是通信节点的一种工作模式，主要针对中继节点。在该模式下，中继节点的一个通道接收数据，并将数据透传至另一个通道发出。该模式主要用于通信距离的扩展，同时，该模式下的中继节点可复用源节点的发射时隙，从而提高数据传输速率。

上述仅为各概念的基本释义，在下文中涉及各概念时，会结合具体的应用场景对各概念做进一步阐述。本领域技术人员基于上述基本释义和下文中的进一步阐述可以明确以上概念的含义，从而理解本发明的技术方案。

图1示出了根据本发明一个实施例的通信网络100的示意图。如图1所示，通信网络100中包括A～F六个通信节点。通信节点即具备无线通信功能的通信设备，同一个通信网络中的多个通信节点通常是同一类型的通信设备，且具有相互通信的业务需求，例如，通信网络中的多个通信节点可以是多个需要进行业务协作或数据中转的水面机器人，或者是多个需要进行即时语音通信的对讲机，等。在图1中，通信节点之间的连边表示两个通信节点位于彼此的通信距离范围内，即，二者之间可以形成无线信道，进行数据传输，从而实现彼此的业务通信。例如，如图1所示，通信节点A和通信节点B之间存在连边，表示通信节点A和通信节点B可以直接通信，进行数据传输。

当然，图1中的通信节点以及各节点之间的通信连接关系仅作为示例，在其他实施例中，通信网络中也可以所包括其他数量的通信节点以及其他连接关系，本发明对通信网络100中所包括的通信节点的数量以及各通信节点之间的具体通信连接关系不做限制。

应当指出，在一个通信网络中，并非每一个通信节点均可以与其他节点直接通信。例如，图1所示的通信网络100包括110、120两个通信子网，子网110中包括四个通信节点A～D，子网120中包括三个通信节点D～F，子网110和子网120之间通过通信节点D连接。子网110中的四个通信节点相互之间可以直接通信，子网120中的三个通信节点相互之间可以直接通信，除了通信节点D之外，子网110中的其他通信节点与子网120中的其他节点均无法直接通信，而是需要通过通信节点D来进行中转。为了使直接通信连接的节点进行有序的信号收发、避免相互干扰，需要对属于同一个子网中的各通信节点进行同步，使各节点在规定的时隙收发信号，即，在一个特定的时隙中，同一子网中只有一个特定的节点发送信号，子网中的其他节点均处于接收状态。而对于分属于不同子网的两个无法直接通信的节点来说，无法直接通信意味着二者不处于对方的有效通信距离内，二者所发出的信号不会相互干扰，因而二者可以在相同的时隙中发送信号。例如，子网110中的四个节点A～D需要进行同步，即协调各节点的发送时隙。同步后，每个节点均有其特定的发送时隙，每个时隙仅有一个节点处于发送状态，例如，在t1时隙节点A发送信号，节点B～D均处于接收状态；在t2时隙节点B发送信号，节点A、C、D处于接收状态，等等。但是，由于节点A与节点E不属于同一个子网，且二者无法直接通信，那么节点E也可以在t1时隙发送信号而不会对节点A发出的信号造成干扰，即，节点E可与节点A共用一个发送时隙。应当指出，本发明对实现通信网络中各节点的同步所采用的具体方法不做限制，通常，各节点通过发送收发双方均可识别的广播信号来协调各自的发送时隙窗口。

在通信网络中的通信节点完成同步后，节点之间可以按照规定的时隙收发信号，从而实现各通信节点之间的数据传输及业务通信。在本发明中，每一个通信节点均包括射频收发模块，射频收发模块例如可以用收发器芯片来实现，当采用收发器芯片来实现时，本发明对收发器芯片的型号、尺寸等均不做限制，例如，收发器芯片可以是ADI公司的型号为AD9361或AD9371的收发器芯片。射频收发模块包括至少两个射频通道，各射频通道的工作频段互不交叉且均采用时分双工模式进行射频信号的收发。例如，射频收发模块包括两个射频通道，这两个通道能够独立、并行地进行信号收发，其工作频段分别为300～900MHz、1.2～2.4GHz。不同频段的多通道方案可以极大地降低各射频通道同时被干扰的概率，提高通信的可靠性，同时可以利用低频段的良好绕射能力和高频段更好的穿透能力来降低地形环境和天气环境带来的电波衰落损耗影响。

当通信网络中的节点完成同步后，处于发送时隙的节点和可与其直接通信的处于接收状态的节点的同频段射频通道之间形成可供无线信号传输的信道，从而使发送节点和接收节点之间可以进行数据传输。例如，如图2所示，通信节点A和通信节点B的射频收发模块分别包括三个射频通道，即通道1～通道3，当节点A和节点B同步后，两节点的通道1之间形成信道1，通道2之间形成信道2、通道3之间形成信道3，信道1、信道2、信道3能够独立、并行地进行信号收发，实现节点A与节点B之间的数据传输。

图3示出了根据本发明一个实施例的通信方法300的流程图，方法300适于在通信网络(例如前述通信网络100)中执行，适于将数据从源节点传输至目标节点。应当指出，此处的源节点指的是具有数据传输需求的通信节点，目标节点指的是源节点数据传输的目的地。例如，一个正在执行任务的水面机器人采集到了水面环境数据，需要将采集到的数据发送给其他协同机器人，则采集到数据的机器人为源节点，其他接收数据的协同机器人为目标节点。源节点、目标节点仅针对一次数据传输过程而言，源节点、目标节点的地位不是一成不变的。例如，节点A要向节点B发送数据，则针对该数据传输过程，节点A为源节点、节点B为目标节点；节点B接收到节点A传来的数据后，节点B通常会向节点A反馈一个确认码(ACK/NACK)，针对这个确认码的传输过程，节点B为源节点，节点A为目标节点。另外，本领域技术人员可以理解，方法300实施的前提是通信网络中各通信节点已完成了同步。

如图3所示，方法300包括步骤S310和步骤S320，应当指出，步骤S310和步骤S320并非顺序执行，而是根据源节点与目标节点之间的连接情况择一执行。应当指出，通信网络中各节点完成同步后，通信网络中的一个通信节点可以获知能够与其直接通信的节点有哪些，那么，对于源节点来说，其可以判断目标节点是否在其通信距离范围内，即，源节点能否与目标节点直接通信连接。当源节点与目标节点直接通信连接时，执行步骤S310；当源节点与目标节点不能直接通信连接时，执行步骤S320。

在步骤S310中，当源节点与目标节点直接通信连接时，将源节点处的数据通过至少两个目标通道传输至目标节点。

步骤S310进一步可以按照以下步骤1)～2)实施：

1)监测每一个射频通道所对应的信道的通信质量。例如，如图2所示，以通信节点A为源节点，通信节点B为目标节点，通信节点A和通信节点B的射频收发模块分别包括三个射频通道，即通道1～通道3，节点A、B的通道1～通道3分别相连，形成三个信道1～3，监测的是信道1～3的通信质量。用于指示信道的通信质量的指标有多种，例如信噪比(SNR)，信号与干扰加噪声比(SINR)，信号与噪声失真比(SNDR)的等指标，或通过上述单个或多个指标所综合计算得出的信道质量指示符(CQI)。应当指出，信道的通信质量可以用以上所列的任意一种或多种指标来表示，本发明对通信质量的表示方法不做限制。

2)根据通信质量来确定至少两个目标通道并确定源节点的工作模式，根据工作模式来将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点。

根据一种实施例，若通信质量大于预设阈值的射频通道的数量大于等于2，则从通信质量大于预设阈值的射频通道中选择至少两个射频通道作为目标通道，源节点工作在第一模式，在第一模式中，各目标通道所传输的数据内容各不相同。应当指出，预设阈值的具体取值可以由本领域技术人员自行设置，本发明对此不做限制，例如，若用信噪比SNR来表示通信质量，则可以将预设阈值设置为20dB。

例如，源节点和目标节点的射频收发模块均包括三个射频通道1～3，则分别监测每个射频通道所对应的信道的通信质量，通信质量例如用信噪比SNR来表示，预设阈值为20dB，若经过监测，通道1所对应的信噪比SNR1＝22dB，通道2的信噪比SNR2＝25dB，通道3的信噪比SNR3＝10dB，则通道1和通道2的信噪比大于预设阈值20dB，即，信噪比大于预设阈值的通道数量大于等于2，因此，从信噪比大于预设阈值的通道中选择至少两个通道作为目标通道。由于信噪比大于预设阈值的通道仅有通道1和通道2两个，则将通道1和通道2均作为目标通道。源节点工作在第一模式，在第一模式中，通道1和通道2(即目标通道)所传输的数据内容各不相同。

在第一模式下，源节点将待传输的数据封装成数据包，并对数据包进行编号，分别将每个数据包分发至一个目标通道进行传输；相应地，目标节点将各目标通道所传来的数据进行汇总、排序。例如，如图4所示，源节点工作在第一模式。在第一模式下，源节点的各业务模块(业务模块例如可以是摄像头、传感器、个人计算机等，但不限于此)产生待传输的数据，将数据封装成数据包①②③④，并将数据包传递至网络层。网络层将当前源节点的工作模式(即第一模式)和接收到的数据包传递至汇聚层，汇聚层根据第一模式的指示将数据包分发至目标通道，即通道1和通道2进行传输，通道1和通道2所传输的数据包不同。例如，如图4所示，汇聚层按照编号的奇偶性来将数据包分发至通道1和通道2，将奇数编号的数据包①③分发至通道1进行传输，将偶数编号的数据包②④分发至通道2进行传输。当然，按照编号奇偶性来分发只是数据包的一种分发方式，在其他实施例中，汇聚层也可以按照其他规则来将数据包分发至各目标通道，本发明对数据包的分发规则不做限制，只要各目标通道所传输的数据包各不相同即可。如图4所示，目标节点的通道1、通道2接收源节点传来的相应数据包，并将接收到的数据包发送至汇聚层进行汇总、排序。汇聚层将汇总排序后的数据包输出至网络层，网络层再将数据包转发至目标节点的其他业务模块或进行存储。

在第一模式下，参与数据传输的目标通道为通信质量大于预设阈值的通道，即通信质量较好的通道。当通信质量较好时，各目标通道传输不同的数据，可以在保证数据传输可靠性的同时提高数据传输速率，与单通道传输相比，第一模式的数据传输速率至少能够提升一倍。

若通信质量大于预设阈值的射频通道的数量小于2，则从所有射频通道中选择至少两个射频通道作为目标通道，源节点工作在第二模式，在第二模式中，各目标通道所传输的数据内容相同。

例如，源节点和目标节点的射频收发模块均包括三个射频通道1～3，则分别监测每个射频通道所对应的信道的通信质量，通信质量例如用信噪比SNR来表示，预设阈值为20dB，若经过监测，通道1所对应的信噪比SNR1＝10dB，通道2的信噪比SNR2＝22dB，通道3的信噪比SNR3＝16dB，则仅通道2的信噪比大于预设阈值20dB，即，信噪比大于预设阈值的通道数量小于2，因此，从所有通道中选择至少两个通道作为目标通道。例如，可以选择信噪比最大的两个通道(即通道2和通道3)作为目标通道，也可以将所有三个通道均作为目标通道。这时，源节点工作在第二模式，在第二模式中，各目标通道所传输的数据内容相同。

在第二模式下，源节点将待传输的数据封装成数据包，对数据包进行编号、复制，使编号相同的数据包的数量与目标通道的数量相同，将每一组编号相同的数据包分别派发至各目标通道进行传输；相应地，目标节点将各目标通道所传来的数据进行汇总、排序、去重。例如，如图5所示，源节点工作在第二模式。在第二模式下，源节点的各业务模块产生待传输的数据，将数据封装成数据包①②③④，并传递至网络层。网络层当前源节点的工作模式(即第二模式)和接收到的数据包传递至汇聚层，汇聚层根据第二模式的指示将数据包进行复制，使编号相同的数据包的数量与目标通道的数量相同，将每一组编号相同的数据包分别派发至各目标通道进行传输，即，汇聚层经过复制共得到两套数据包①②③④，将两套数据包分别交由通道2、通道3进行传输。目标节点的通道2、通道3接收源节点传来的相应数据包，并将接收到的数据包发送至汇聚层进行汇总、排序、去重。汇聚层将去重后的数据包输出至网络层，网络层再将数据包转发至目标节点的其他业务模块或进行存储。

在第二模式下，通信质量大于预设阈值的通道数量小于2，各通道的通信质量普遍难以满足要求，所选用的目标通道的质量也无法保证数据传输的可靠性。这时，各目标通道传输相同的数据，从而避免丢包，以提高通信的可靠性。

应当指出，图4、图5所示的源节点、目标节点中均包括三个通道。根据一种更为简单的实施例，源节点、目标节点的射频收发模块均包括两个通道，在这种情况下，由于一共只有两个通道，则为了保证数据传输的可靠性和实时性，在源节点与目标节点可直接通信连接时，总是同时采用这两个通道来进行数据传输，即这两个通道均为目标通道。相应地，步骤S310中步骤2)的实施过程可以进一步简化：将两个射频通道均作为目标通道；若两个目标通道的通信质量均大于预设阈值，则源节点工作在第一模式；若至少有一个目标通道的通信质量小于等于预设阈值，则源节点工作在第二模式。

应当指出，在以上步骤S310中，主要从源节点的角度描述了第一模式、第二模式的切换过程。但是，本领域技术人员应当理解，数据传输过程需要源节点与目标节点相配合，目标节点需要与源节点工作在相同的模式。因此，实际上，在目标节点处也需要进行各通道通信质量的检测，源节点与目标节点在数据传输过程中不断交换各通道的通信质量，当两个节点的通道均满足第一模式的较高的通信质量条件时，二者才能最终工作在第一模式，进行高速率的数据传输。若源节点与目标节点中有一个不满足第一模式的判断条件，则二者只能共同工作于第二模式，以保证数据传输的稳定性和可靠性。应当指出，在通信节点的数据传输过程中，通常认为稳定性优于实时性。因此，在启动数据传输时，源节点和目标节点均按照第二模式来完成初始化，优先保证数据传输的稳定性。在后续数据传输的过程中，若二者均满足第一模式的判定条件，再共同切换到第一模式进行数据传输。

在步骤S320中，当源节点与目标节点不能直接通信连接时，将源节点处的数据依次经过各中继节点的转发传输至目标节点，其中，每一个中继节点通过第一通道接收前一个通信节点发送的数据，并将接收到的数据通过第二通道发送至下一个通信节点，第一通道与第二通道为不同的射频通道。应当指出，在步骤S320中，各中继节点均工作在第三模式，在第三模式中，中继节点处仅涉及第一通道和第二通道之间的数据透传，而不涉及中继节点中网络层与各业务模块之间的数据交换和处理。

例如，如图6所示，通信节点A与通信节点B不在彼此的通信距离范围内，二者不能直接通信连接。通信节点A、B之间的数据传输需要经过中继节点1、中继节点2的转发。通信节点A、通信节点B、中继节点1、中继节点2均包括两个通道。针对数据①②③的传输过程，通信节点A为源节点，通信节点B为目标节点。图6中带箭头的实线示出了数据①②③从源节点到目标节点的传输过程。如图6所示，源节点将待传输数据①②③通过通道1传输至中继节点1。中继节点1的通道1接收源节点的通道1发来的数据，可以不用解调解码，直接通过下变频等射频前端处理方法将接收到的数据变换至中频(中间频率)或基带数据，随后转发至本地的通道2。中继节点1的通道2接收通道1转发来的数据，通过上变频等射频前端处理方法将接收到的数据变换为高频载波，发射出去。中继节点2的工作过程与中继节点1类似：中继节点2的通道2接收中继节点1的通道2发来的数据，将数据经过下变频转发至本地的通道1，通道1接收通道2转发来的数据，经过上变频后再发射出去。最后，目标节点的通道1接收中继节点2的通道1发来的数据，从而完成数据①②③传输过程。应当指出，在上述数据传输过程中，各中继节点(包括中继节点1和中继节点2)处的通道间的数据转发过程耗时很短，在微秒级别，因此，每一个中继节点的发射时隙均几乎与上一节点的发射时隙完全重合，也即，中继节点与源节点的发射时隙重合。因此，在上述转发过程中，中继节点复用了源节点的发射时隙，没有带来额外的时隙资源浪费，从而提高了数据传输速率。

本领域技术人员应当理解，实际上，通信节点A与通信节点B之间的数据传输并不是单向的，当通信节点A将数据①②③传输至通信节点B后，通信节点B通常也需要向通信节点A回传相应的数据，或者，至少向通信节点A回传一个确认码(ACK/NACK)，以指示通信节点A发送新的数据或重传数据①②③。针对通信节点B向通信节点A回传的数据，例如图6中所示的数据④，通信节点B为源节点，通信节点A为目标节点。图6中带箭头的虚线示出了数据④从源节点到目标节点的传输过程。

中继节点工作在第三模式，其可以用两个不同的通道分别与不同的节点同时通信，中继节点两侧的两个节点可以复用发射时隙，从而实现数据的双向传输，提高了时间复用的效率和数据传输速率。例如，如图6所示，中继节点1可以在采用通道1接收通信节点A发来的数据的同时，采用通道2向中继节点2发送数据；中继节点1两侧的通信节点A和中继节点2可以复用发射时隙，即通信节点A向中继节点1发送数据①②③、中继节点2向中继节点1发送数据④的过程可以同时进行。这样，通信节点A向通信节点B传输数据①②③的过程和通信节点B向通信节点A传输数据④的过程可以同时进行，从而提高了数据传输速率。另外，参考前述对于数据①②③的传输过程的描述，中继节点中通道间的数据转发过程耗时很短(在微秒级别)，因此，各中继节点与源节点的发射时隙几乎重合，通信节点A向中继节点1发送数据①②③、中继节点1向中继节点2发送数据①②③、中继节点2向节点B发送数据①②③的过程是同时进行的，中继节点复用了源节点的发射时隙，没有带来额外的时隙资源浪费。类似地，各中继节点在通信节点B向通信节点A回传数据④的过程中也没有占用额外的发射时隙，因此，当本发明的中继节点工作在第三模式时，通过空分复用带来了时间复用的增益效果，提高了数据传输速率。

应当指出，虽然图6中各节点均包括两个通道，但是，本领域技术人员应当理解，步骤S320的中继转发方案也可以在包括其他数量个通道的通信节点中执行，只要通信节点中所包括的通道数≥2，从而使得任意一个中继节点可以同时用不同的通道实现数据的收发即可。

应当指出，基于以上描述，通信网络中的通信节点可以处于三种地位(status)：源节点、中继节点和目标节点。这三种地位并不是互斥的，一个节点可以同时处于多种地位，在处于多种地位的节点处，会产生数据发送、数据转发、数据接收中的多种数据传输任务。由于节点的射频通道数量有限，同一时刻通常仅能执行一种任务，因此，当通信节点处于双重或多重地位时，需要设置各地位的优先级，以保证数据传输过程的有序进行。为了便于表述，我们将数据从一个源节点传输至目标节点所经过的通信节点序列记为一个传输路径。根据一种实施例，若一个通信节点是第一传输路径中的源节点，且是第二传输路径中的中继节点，则该通信节点先作为中继节点来执行第二传输路径中的数据转发任务，再作为源节点来执行第一传输路径中的数据发送任务。这是因为，当一个通信节点作为中继节点时，其可以复用源节点的发射时隙，无需占用额外的发射时隙；而当该通信节点作为源节点时，需要单独占用一个发射时隙，因此，当一个通信节点具有中继节点和源节点两种地位时，在发射时隙资源方面是不冲突的，中继节点和源节点的数据传输任务可以依次进行。例如，如图1所示，数据从节点A传输至节点E的一个传输路径为A-D-E，数据从节点D传输至节点F的路径为D-F。节点D在路径A-D-E中为中继节点，在路径D-F中为源节点，这样，节点D便同时具有了中继节点和源节点的双重地位，在节点D处会产生数据转发和数据发送两种数据传输任务。节点D先做为中继节点执行路径A-D-E中的数据转发任务，再作为源节点来执行路径D-F中的数据发送任务。

在此处所提供的说明书中，算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与本发明的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种通信方法，在通信网络中执行，所述通信网络包括多个通信节点，每一个所述通信节点均包括射频收发模块，所述射频收发模块包括至少两个射频通道，其中，各射频通道的工作频段互不交叉且均采用时分双工模式进行射频信号的收发，所述方法适于将数据从源节点传输至目标节点，所述方法包括：

当源节点与目标节点直接通信连接时，将源节点处的数据通过至少两个目标通道传输至目标节点；

当源节点与目标节点不能直接通信连接时，将源节点处的数据依次经过各中继节点的转发传输至目标节点，其中，每一个中继节点均工作在第三模式，在第三模式中，通过第一通道接收前一个通信节点发送的数据，并将接收到的数据通过第二通道发送至下一个通信节点，所述第一通道与所述第二通道为不同的射频通道。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述将源节点处的数据通过至少两个目标通道传输至目标节点的步骤包括：

监测每一个射频通道所对应的信道的通信质量；

根据通信质量来确定至少两个目标通道并确定源节点的工作模式，根据所述工作模式来将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述根据通信质量来确定至少两个目标通道并确定源节点的工作模式的步骤包括：

若通信质量大于预设阈值的射频通道的数量大于等于2，则从通信质量大于预设阈值的射频通道中选择至少两个射频通道作为目标通道，源节点工作在第一模式，在第一模式中，各目标通道所传输的数据内容各不相同；

若通信质量大于预设阈值的射频通道的数量小于2，则从所有射频通道中选择至少两个射频通道作为目标通道，源节点工作在第二模式，在第二模式中，各目标通道所传输的数据内容相同。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述射频收发模块包括两个射频通道，所述根据通信质量来确定至少两个目标通道并确定源节点的工作模式的步骤包括：

将两个射频通道均作为目标通道；

若两个目标通道的通信质量均大于预设阈值，则源节点工作在第一模式；

若至少有一个目标通道的通信质量小于等于预设阈值，则源节点工作在第二模式。

5.如权利要求3或4所述的方法，其中，若源节点工作在第一模式，则在将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点的步骤之前，还包括步骤：源节点将待传输的数据封装成数据包，并对数据包进行编号，分别将每个数据包分发至一个目标通道进行传输；

若源节点工作在第二模式，则在将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点的步骤之前，还包括步骤：源节点将待传输的数据封装成数据包，对数据包进行编号、复制，使编号相同的数据包的数量与目标通道的数量相同，将每一组编号相同的数据包分别派发至各目标通道进行传输。

6.如权利要求3-5中任一项所述的方法，其中，若源节点工作在第一模式，则在将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点的步骤之后，还包括步骤：目标节点将各目标通道所传来的数据进行汇总、排序；

若源节点工作在第二模式，则在将源节点处的数据通过目标通道传输至目标节点的步骤之后，还包括步骤：目标节点将各目标通道所传来的数据进行汇总、排序、去重。

7.如权利要求2-6中任一项所述的方法，其中，所述通信质量包括信噪比、信号与干扰加噪声比、信号与噪声失真比中的一种或多种。

8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，将数据从一个源节点传输至目标节点所经过的通信节点序列记为一个传输路径，若一个通信节点是第一传输路径中的源节点，且是第二传输路径中的中继节点，则该通信节点先作为中继节点来执行第二传输路径中的数据转发任务，再作为源节点来执行第一传输路径中的数据发送任务。