CN109526046A - 一种数字对讲机发射功率优化调整系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数字对讲机发射功率优化调整系统和方法,所述系统中接收单元与信道参数单元电连接,计算单元与信道参数单元、本机参数单元、配置参数单元和功率调整单元电连接,功率调整单元与发射单元电连接;所述方法动态地根据终端的发射功率和发射信号强度得到路径衰减量变化值并计算最小期望接收功率参数,并根据最小期望接收功率参数和本机接收灵敏度计算发射功率调整参数,根据接收信号参数调整下次发射功率。本发明在专网无线通信某些特定任务应用场景下任意一个终端的每次呼叫总是能够以最合理的功率发射,最大限度避免浪费发射功率。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,具体地说,涉及一种数字对讲机发射功率优化调整系统和方法。
背景技术
在专业无线通信领域,数字对讲机手持终端一般采用大容量充电电池供电,对电池的待机时间和工作时间有较高的要求。受制于手持终端的体积和重量、便携性等因素,在有限的电池容量的下,发射功率大小对电池容量和支持时间有决定性的影响。尽可能降低发射机消耗的电流,提高手持终端设备的电池待机时间和续航能力,延长电池寿命有很现实的意义。
数字对讲机终端中消耗能量最大是发射机电路,一般发射功率在1W-5W之间,射频功放的效率一般大约30-50%左右,因此发射机工作时,实际电源消耗的功率最高会是十几瓦甚至几十瓦,一般可以通过软件控制技术来预先设定发射功率大小。传统模拟对讲机当中一般是在设备配置里面把终端的发射功率写死一个固定值。数字对讲机常规的设计方案中发射功率一般在1W和5W之间设定几个固定的档级,使用中根据实际需要配置成某个档级,每次通话过程中终端发射的功率是基本固定的,但是固定发射功率的工作方式不但浪费电池能量,还会增加电磁环境污染,影响周围其它无线通信设备。终端有时在脱网直通模式下工作,在这个工作模式下无法通过基站辅助来实现发射功率调节。终端在直通工作模式下很多时候相对距离比较近,或者所处的环境地势平坦空旷,通信条件比较良好,不需要过大的功率即可以保持良好的通信。如果可以灵活调节发射功率,甚至动态自适应调节发射功率,可以有效降低平均的电路功耗,从而延长电池维持时间。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种数字对讲机发射功率优化调整系统和方法,以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的,本发明提供了一种数字对讲机发射功率优化调整系统,所述数字对讲机发射功率优化调整系统设置在通话组内的每一终端内,包括接收单元、信道参数单元、本机参数单元、配置参数单元、计算单元、功率调整单元和发射单元;其中,接收单元与信道参数单元电连接和信号连接;通话组内的某一终端的接收单元用于接收一个通话组内的另一终端的通信信号,并通过所述通信信号获取另一终端的发射功率、另一终端的终端id以及接收该通信信号时的接收信号强度功率,并将所获取到的发射功率、接收信号强度功率以及终端id传输至信道参数单元;信道参数单元与计算单元电连接和信号连接;信道参数单元用于计算得到起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten,并将起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten传输至计算单元;本机参数单元与计算单元电连接和信号连接;本机参数单元用于存储出厂时默认配置的最大发射功率和出厂时调测得到的本机接收灵敏度iRSSIsensitivity,并将本机接收灵敏度iRSSIsensitivity传输至计算单元;配置参数单元与计算单元电连接和信号连接;配置参数单元用于存储通过接口写入的预先根据配置经验值得到补偿系数ΔComp,并将补偿系数ΔComp传输至计算单元;计算单元与功率调整单元电连接和信号连接;计算单元用于计算得到最小期望接收功率参数mRSSI、期望发射功率调整参数iDesiredtransmitPowe和下次发射功率NexttransmitPower;功率调整单元与发射单元电连接和信号连接;功率调整单元用于根据计算单元得出的期望发射功率调整参数iDesiredtransmitPowe调整本机下次发射功率;发射单元用于在作为发起呼叫的终端时,根据调整后的本机发射功率进行信号发射,以实现采用最合理的功率发射来最大限度避免浪费。
作为对本发明所述的数字对讲机发射功率优化调整系统的进一步说明,优选地,通话组具有n个终端:MS1,MS2,...,MSn,每个终端内部功能模块结构和功能均与MS1相同,每个终端都在半双工模式下工作,所述半双工模式为:发射时不接收,接收时不发射。
作为对本发明所述的数字对讲机发射功率优化调整系统的进一步说明,优选地,信道参数单元用于将起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten传输至计算单元;计算单元用于根据公式iRSSIRx=RSSIRx+ΔAtten(式1)和mRSSI=MIN(iRSSIRx)(式2)来计算最小期望接收功率参数mRSSI;
式1中:iRSSIRx是计算得到的终端MS1在某次收到某个终端MSi呼叫时刻的接收信号强度功率计算参考值;RSSIRx是群组所有终端接收机在活动时间段“Active period”开始阶段实际收到的x个信号强度的平均值并以该平均值作为其计算的起始基准值,x为2-(n-1);Δatten是终端MS1在某次获取的群组内某个终端MSi的发射信号强度功率值与实际收到MSi的接收信号强度功率值的差值,即当前路径下的本次信号损耗;
式2中:MIN(iRSSIRx)为群组内某个时间段内某个终端id响应的接收功率最小值;即在某个时间段内终端MS1计算得到的RSSIRx+ΔAtten的记录数据中的最小值;mRSSI为最小期望接收功率参数。
作为对本发明所述的数字对讲机发射功率优化调整系统的进一步说明,优选地,本机参数单元用于将本机接收灵敏度iRSSIsensitivity传输至计算单元;计算单元用于根据公式iDesiredtransmitPower=iRSSIsensitivity+lastTxPower–mRSSI(式3)计算期望发射功率调整参数iDesiredtransmitPower;式3中,iRSSIsensitivity为出厂自带的本机接收灵敏度,lastTxPower为终端MS1最近一次测得的发射功率,mRSSI为最小期望接收功率参数。
作为对本发明所述的数字对讲机发射功率优化调整系统的进一步说明,优选地,信道参数单元用于存储群组列表idList,并将接收到的群组内所有另一终端的终端id加入到群组列表idList中;信道参数单元还用于根据第一个终端的接收信号强度确定当前通信环境的初始基准默认值,并根据再次接收到的终端的接收信号强度平均初始基准默认值,以得到起始基准值RSSIRx,即根据群组列表idList中记录的终端id的接收信号强度的加权平均值。
作为对本发明所述的数字对讲机发射功率优化调整系统的进一步说明,优选地,配置参数单元用于将预先根据配置经验值得到补偿系数ΔComp传输至计算单元;计算单元用于根据公式NexttransmitPower=MAX(iNexttransmitPower)+ΔComp(式4)计算下次发射功率NexttransmitPower;式4中,MAX(iNexttransmitPower)为群组内某个终端MSi下次发射功率的最大值,ΔComp为补偿系数,设定在0.5~1.0dB范围。
为了实现本发明的另一目的,本发明还提供了一种利用所述的数字对讲机发射功率优化调整系统的发射功率优化调整方法,所述发射功率优化调整方法包括如下步骤:
步骤S1)、定义一个活动时间段“Active period”作为进入功率优化时间段;
步骤S2)、在所述活动时间段内,群组内的n个终端中第一个发起呼叫的终端最开始使用默认配置的最大发射功率发射;
步骤S3)、群组内其他所有收到呼叫的终端均以所述最大发射功率群发上报id,群组内每一终端将收到新的id都传输至信道参数单元并添加到群组列表idList中以获取该群组的群组列表idList,群组内每一终端将最大发射功率作为当前通信环境的初始基准默认值;
步骤S4)、群组内的终端MS1再次收到呼叫时,终端MS1的接收单元接收到某个终端MSi的发射功率和本次接收信号强度并传输至信道参数单元;信道参数单元计算得到起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten;信道参数单元将起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten传输至计算单元计算最小期望接收功率参数mRSSI作为响应功率和期望功率参数;其中,iRSSIRx=RSSIRx+ΔAtten(式1);mRSSI=MIN(iRSSIRx)(式2);式1中:iRSSIRx是计算得到的终端MS1在某次收到某个终端MSi呼叫时刻的接收信号强度功率计算参考值;RSSIRx是群组所有终端接收机在活动时间段“Active period”开始阶段实际收到的x个信号强度的平均值并以该平均值作为其计算的起始基准值,x为2-(n-1);Δatten是终端MS1在某次获取的群组内某个终端MSi的发射信号强度功率值与实际收到MSi的信号强度功率值的差值,即当前路径下的本次信号损耗;式2中:MIN(iRSSIRx)为群组内某个时间段内某个终端id响应的接收功率最小值;即在某个时间段内终端MS1计算得到的RSSIRx+ΔAtten的记录数据中的最小值;mRSSI为最小期望接收功率参数;
步骤S5)、终端MS1的本机参数单元将本机接收灵敏度iRSSIsensitivity传输至计算单元;在计算单元中计算期望发射功率调整参数iDesiredtransmitPower;其中,
iDesiredtransmitPower=iRSSIsensitivity+lastTxPower–mRSSI(式3);
式3中,iRSSIsensitivity是保存在本机参数单元中的出厂调测得到的固定参数;lastTxPower为终端MS1最近一次测得的发射功率;
步骤S6)、步骤S6)、终端MS1的配置参数单元预先根据配置经验值得到补偿系数ΔComp,并将补偿系数ΔComp传输至计算单元(5);在计算单元中计算下次发射功率NexttransmitPower;其中,NexttransmitPower=MAX(iNexttransmitPower)+ΔComp(式4);式4中,MAX(iNexttransmitPower)为群组内某个终端MSi下次发射功率的最大值,ΔComp为补偿系数,设定在0.5~1.0dB范围;
步骤S7)、在所述活动时间段“Active period”结束前,终端MS1重复步骤S4)-步骤S6)直至退出功率优化。
作为对本发明所述的发射功率优化调整方法的进一步说明,优选地,在脱网直通群呼模式下,在每一个方向的呼叫发射进程中,发起呼叫的终端向本群组其它终端传递本次的发射功率调整参数以及本机id,并在每一个方向的接收呼叫进程中,收到呼叫的终端获取发起呼叫的终端id上次响应的接收功率参数以及经过评估获取的群组内其它终端响应的接收信号强度功率计算参考值iRSSIRx,以得到更新的最小期望接收功率参数mRSSI,重新计算下次的期望发射功率。
作为对本发明所述的发射功率优化调整方法的进一步说明,优选地,收到呼叫的终端利用一个TDMA帧的下一突发时隙RC反向信道传输期望发射功率调整参数至发起呼叫的终端。
作为对本发明所述的发射功率优化调整方法的进一步说明,优选地,发起呼叫的终端根据获取的期望发射功率调整参数,在一个TDMA帧的下一个突发时隙调整发射功率。
本发明的有益效果:
本发明考虑在移动中动态计算每次呼叫通话路径变化参数,根据当前各个路径的衰落和各种干扰频率带来的噪声等因素来计算路径参数,动态调整功率参数,获取群组内的最小期望接收功率参数mRSSI并计算期望发射功率基准iDesiredtransmitPower,通过期望发射功率基准iDesiredtransmitPower调整下次发射功率,使得在专网无线通信某些特定任务应用场景下,任意一个终端的每次呼叫总是能够以最合理的功率发射,最大限度避免浪费发射功率,提高能效,降低发射功率,减少电磁污染。
附图说明
图1为本发明的数字对讲机发射功率优化调整系统的结构框图;
图2为本发明的发射功率优化调整方法的流程图;
图3为本发明的在直通模式下的时隙图;
图4为本发明的一个60ms TDMA帧的示意图;
图5为本发明的一个30ms时隙的示意图。
具体实施方式
为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的,现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下,本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案,并非限定本发明。
专网无线通信领域,某些特定应用场景下,一个执行任务的小组之间,建立的一个直通群组,成员比较固定,活动范围比较稳定,需要在一个特定时段在一个覆盖区域内较长时间保持频繁呼叫通话,此时可以通过本系统和方法实现发射功率的优化,体现了专网无线通信终端的特点,对指挥调度窄带语音通信距离和可靠性的特殊要求,区别于一般的普通近程无线通信要求。
如图1所示,图1为本发明的数字对讲机发射功率优化调整系统的结构框图;本发明涉及一种数字对讲机发射功率优化调整系统,所述数字对讲机发射功率优化调整系统设置在通话组内的每一终端内,通话组有n个终端MSn(n取值为1,2,……,n),任一终端可以表示为MSi,i=1,2,……,n,每个终端内部功能模块结构同MS1,每个终端都工作在半双工模式,即发射时不接收,接收时不发射。通话组的每个终端都在一个特定区域内移动,位置不确定,组内任意一个终端(比如MS1)任意位置的呼叫发射都要能够被全部其他终端可靠接收。因此,如图1终端MS1内数字对讲机发射功率优化调整系统包括接收单元1、信道参数单元2、本机参数单元3、配置参数单元4、计算单元5、功率调整单元6和发射单元7;其中,接收单元1与信道参数单元2电连接和信号连接;计算单元5与信道参数单元2、本机参数单元3、配置参数单元4和功率调整单元6电连接和信号连接;功率调整单元6与发射单元7电连接和信号连接。
终端MS1的接收单元1用于接收通话组内的另一终端MSi的通信信号,终端MS1通过所述通信信号获取另一终端MSi的发射功率、另一终端的终端id以及接收该通信信号时的接收信号强度功率,并将所获取到的发射功率、接收信号强度功率以及终端id传输至信道参数单元2;终端MS1的接收单元1可以接收通话组内的终端MS2-MSn的n-1个的发射功率、终端id和接收信号强度传输至信道参数单元2。
终端MS1的信道参数单元2用于计算得到起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten,并将起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten传输至计算单元5,其中,信道参数单元2存储群组列表idList,并将接收到的群组内所有另一终端的终端id加入到群组列表idList中;根据第一个终端的接收信号强度确定当前通信环境的初始基准默认值,并根据再次接收到的终端的接收信号强度平均初始基准默认值,以得到起始基准值RSSIRx,即根据群组列表idList中记录的终端id的接收信号强度的加权平均值;计算单元5用于根据公式mRSSI=MIN(iRSSIRx)和iRSSIRx=RSSIRx+ΔAtten计算最小期望接收功率参数mRSSI;iRSSIRx是计算得到的终端MS1在某次收到某个终端MSi呼叫时刻的接收信号强度功率计算参考值;RSSIRx是群组所有终端接收机在活动时间段“Active period”开始阶段实际收到的x个信号强度的平均值并以该平均值作为其计算的起始基准值,x为2-(n-1);在活动时间段“Active period”开始阶段比如开始使用一个默认值,然后收到第一值即被替代,接着收到其它值则进行持续不断地平均;Δatten是终端MS1在某次获取的群组内某个终端MSi的发射信号强度功率值与实际收到MSi的接收信号强度功率值的差值,即当前路径下的本次信号损耗;例如:本机MS1在最近一次获取的群组内某个终端MSi发射功率值与实际收到的MSi信号强度值的差值为Ai,Ai的值即为该MSi的ΔAtten,可以把它理解为当前路径下的本次信号损耗,是动态变化的,每次收到呼叫都发生改变;MIN(iRSSIRx)为群组内某个时间段内某个终端id响应的接收功率最小值;即在某个时间段内终端MS1计算得到的RSSIRx+ΔAtten的记录数据中的最小值;mRSSI为最小期望接收功率参数。
终端MS1的本机参数单元3用于保存默认配置的最大发射功率和出厂调测得到的固定参数本机接收灵敏度iRSSIsensitivity,并将本机接收灵敏度iRSSIsensitivity传输至计算单元5;计算单元5用于根据公式iDesiredtransmitPower=iRSSIsensitivity+lastTxPower–mRSSI计算期望发射功率调整参数iDesiredtransmitPower,其中,lastTxPower为终端MS1最近一次测得的发射功率。
终端MS1的配置参数单元4用于存储通过接口写入的预先根据配置经验值得到补偿系数ΔComp,设定在0.5~1.0dB范围,并将补偿系数ΔComp传输至计算单元5。计算单元5用于根据公式NexttransmitPower=MAX(iNexttransmitPower)+ΔComp计算下次发射功率NexttransmitPower,MAX(iNexttransmitPower)为群组内某个终端MSi下次发射功率的最大值。
功率调整单元6用于根据计算单元5得出的发射功率调整参数iDesiredtransmitPowe调整本机下次发射功率。
发射单元7用于在作为发起呼叫的终端时,根据调整后的本机发射功率进行信号发射,以实现采用最合理的功率发射来最大限度避免浪费。因此,通话组内任意一个终端的每次呼叫总是能够以最合理的功率发射,最大限度避免浪费的发射功率。
本发明还提供了一种利用所述的数字对讲机发射功率优化调整系统的发射功率优化调整方法,请参看图2,图2为本发明的发射功率优化调整方法的流程图;所述发射功率优化调整方法包括如下步骤:
步骤S1)、定义一个活动时间段“Active period”作为进入功率优化时间段;某个“Active period”可以根据专网通信活动的阶段性特点,设定一个基准时间比如整个群组内呼叫超过一定次数即认为进入活动时间段,超过一定时限没有呼叫发起,即认为某个活动时间段结束。
步骤S2)、在所述活动时间段“Active period”内,群组内的n个终端中第一个发起呼叫的终端最开始使用默认配置的最大发射功率发射。
步骤S3)、群组内其他所有收到呼叫的终端均以所述最大发射功率群发上报id,群组内每一终端将收到新的id都传输至信道参数单元2并添加到群组列表idList中以获取该群组的群组列表idList,群组内每一终端将最大发射功率作为当前通信环境的初始基准默认值。
步骤S4)、群组内的终端MS1再次收到呼叫时,终端MS1的接收单元1接收到某个终端MSi的发射功率和本次接收信号强度并传输至信道参数单元2;信道参数单元2计算得到起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten;信道参数单元2将起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten传输至计算单元5计算最小期望接收功率参数mRSSI作为响应功率和期望功率参数;其中,
iRSSIRx=RSSIRx+ΔAtten;mRSSI=MIN(iRSSIRx);
iRSSIRx是计算得到的终端MS1在某次收到某个终端MSi呼叫时刻的接收信号强度功率计算参考值;RSSIRx是群组所有终端接收机在活动时间段“Active period”开始阶段实际收到的x个信号强度的平均值并以该平均值作为其计算的起始基准值,x为2-(n-1);即终端MS1收到终端MS2-MSn的(n-1)个发射信号强度的平均值;MIN(iRSSIRx)为群组内某个时间段内某个终端id响应的接收功率最小值;即在某个时间段内终端MS1计算得到的RSSIRx+ΔAtten的记录数据中的最小值;mRSSI为最小期望接收功率参数。
终端MS1在最近一次获取的终端MS2发射功率值与终端MS2发射到达终端MS1实际接收信号强度值的差值为A1,终端MS1在最近一次获取的群组内某个终端MSi发射功率值与实际收到的终端MSi信号强度值的差值为Ai,Ai的值即为该MSi的ΔAtten,可以把它理解为获得的当前路径下的本次信号损耗,是动态变化的,每次收到呼叫都发生改变。
最开始终端根据最大发射功率和信号强度得到路径衰减量变化值ΔAtten,计算最小期望接收功率参数mRSSI作为响应功率和期望功率参数;而在呼叫群组中,每两个终端之间的传输路径是不同的,群组内各个终端每次发起呼叫接或接收呼叫的相对位置可能是变化的,接收到的信号强度是不同的,包括同一对端在不同时间发来的信号强度不同和不同对端发来的信号强度不同,终端则需要根据上次发射功率参数和本次接收信号场强得到当前路径的衰减量变化值ΔAtten,调整计算找出最小期望接收功率参数mRSSI作为响应功率和下次发射传递的期望功率参数。
步骤S5)、终端MS1的本机参数单元3将本机接收灵敏度iRSSIsensitivity传输至计算单元5;在计算单元5中计算期望发射功率调整参数iDesiredtransmitPower;其中,
iDesiredtransmitPower=iRSSIsensitivity+lastTxPower–mRSSI;
iRSSIsensitivity是保存在本机参数单元3中的出厂调测得到的固定参数,突出强调每个专网无线通信终端对讲机接收性能指标的“不一致性”特点;lastTxPower为终端MS1最近一次的发射功率。
在呼叫群组中,每个终端id的接收灵敏度是有差异的,因此算法当中本机接收灵敏度iRSSIsensitivity是不同的,没有固定值。
步骤S6):配置参数单元4用于将预先根据配置经验值得到补偿系数ΔComp传输至计算单元5。计算单元5用于根据公式NexttransmitPower=MAX(iNexttransmitPower)+ΔComp计算下次发射功率NexttransmitPower;MAX(iNexttransmitPower)为群组内某个终端MSi下次发射功率的最大值,ΔComp为补偿系数,设定在0.5~1.0dB范围。
步骤S7)、在所述活动时间段“Active period”结束前,终端MS1重复步骤S4)-步骤S6)进行功率优化调整直至退出功率优化。在所述活动时间段“Active period”没有结束时,终端可以自行退出功率优化。
上述的调整过程在任务时间段内动态变化的,每个终端根据获取的参数进行重新评估,对期望发射功率做出增减变化,逐次逼近最优值,达到降低整个任务时间段内的平均功率目的。
在脱网直通群呼模式下,在每一个方向的呼叫发射进程中,发起呼叫的终端向本群组其它终端传递本次的发射功率调整参数以及本机id,并在每一个方向的接收呼叫进程中,收到呼叫的终端获取发起呼叫的终端id上次响应的接收功率参数以及经过评估获取的群组内其它终端响应的接收信号强度功率计算参考值iRSSIRx,以得到更新的最小期望接收功率参数mRSSI,重新计算下次的期望发射功率。最小期望接收功率参数mRSSI体现了专网无线通信“一点对多点”的特点。
一个通话群组内,某一个终端(移动台Xi)呼叫其他几个终端(移动台Yi)直通通话。
DMR协议规定了一个TDMA帧分为两个突发时隙和保护时间的时序。
请参看图3,图3为本发明的在直通模式下的时隙图;实线框内的VS表示话音业务时隙,虚线框表示空闲时隙。在直通模式下,通话业务占用其中一个时隙,另一个时隙空闲。空闲时隙的RC信令通道可以用来反向传输信息。
假定MS1为本机,MS2为对端,具体实施步骤包括:
1)本机MS1获取对端MS2发射的时候本机MS1接收到的信号强度iRSSIRx;
2)本机MS1根据得到的信号强度iRSSIRx,计算得到对端MS2的发射功率调整参数。
3)本机MS1作为收到呼叫的终端利用一个TDMA帧的下一个突发时隙RC反向信道传输功率调整参数。
4)对端MS2作为发起呼叫的终端根据获取的发射功率调整参数,在一个TDMA帧的下一个突发时隙调整发射功率。
由于实际通信中MS1和MS2也会收到群组内其他终端的根据期望接收信号参数调整后的发射功率,即MS2在调整发射功率后,会参考所有接收到的其他终端的发射功率,并取最大值MAX(iNexttransmitPower)作为下次发射功率发射信号,这样就进一步地避免了出现掉话或掉字的现象,在以最合理的功率发射,最大限度避免浪费发射功率的情况下,还能保证通话的可靠性,没有重传机制,使得数字对讲机省电,延长电池续航时间。
请参看图4和图5,图4为本发明的一个60ms TDMA帧的示意图,图5为本发明的一个30ms时隙的示意图;一个60ms TDMA帧的结构包含2个突发时隙,各占30ms,两个时隙中间是2.5ms的保护时隙。一个30ms突发中心的5ms(48比特)区段可以传输RC信令信息。
终端之间信令交互有两种模式:
1)被动模式:直通模式下终端MS1TX发射的其中一个突发时隙作为前向话音业务信道F,另一个空闲突发时隙中心的RC反向信令信道B,MS1通过RC信令通道接收MS2返回的数据信息。接收终端根据发射终端的前向信道时序建立反向信道时序,把接收端收到的信号强度通过RC反向信道传回发射端。
2)主动模式:直通模式下本机MS1还可以通过RC通道主动发出指令,获取对端收到的场强参数信息,得到的参数从RC反向通道返回本机。
本发明为了保证通话的可靠性,在某个活动时间段第一个发起主呼的终端最开始使用默认配置的最大发射功率发射,然后群组内其他所有收到呼叫的终端获取当前通信环境的初始基准参数,在本次预计的活动时间段内的其他呼叫发射功率都基于这个基准进行调整,计算后续某个终端期望的下次发射功率,降低不必要的发射功率,达到电池供电设备的节能降耗目的。
需要声明的是,上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用,不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内,当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种数字对讲机发射功率优化调整系统,其特征在于,所述数字对讲机发射功率优化调整系统设置在通话组内的每一终端MS1内,包括接收单元(1)、信道参数单元(2)、本机参数单元(3)、配置参数单元(4)、计算单元(5)、功率调整单元(6)和发射单元(7);其中,
接收单元(1)与信道参数单元(2)电连接和信号连接;接收单元(1)用于接收一个通话组内的另一终端的通信信号,终端MS1通过所述通信信号获取另一终端的发射功率、另一终端的终端id以及接收该通信信号时的接收信号强度功率,并将所获取到的发射功率、接收信号强度功率以及终端id传输至信道参数单元(2);
信道参数单元(2)与计算单元(5)电连接和信号连接;信道参数单元(2)用于计算得到起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten,并将起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten传输至计算单元(5);
本机参数单元(3)与计算单元(5)电连接和信号连接;本机参数单元(3)用于存储出厂时默认配置的最大发射功率和出厂时调测得到的本机接收灵敏度iRSSIsensitivity,并将本机接收灵敏度iRSSIsensitivity传输至计算单元(5);
配置参数单元(4)与计算单元(5)电连接和信号连接;配置参数单元(4)用于存储通过接口写入的预先根据配置经验值得到补偿系数ΔComp,并将补偿系数ΔComp传输至计算单元(5);
计算单元(5)与功率调整单元(6)电连接和信号连接;计算单元(5)用于计算得到最小期望接收功率参数mRSSI、期望发射功率调整参数iDesiredtransmitPowe和下次发射功率NexttransmitPower;
功率调整单元(6)与发射单元(7)电连接和信号连接;功率调整单元(6)用于根据计算单元(5)得出的期望发射功率调整参数iDesiredtransmitPowe调整本机下次发射功率;
发射单元(7)用于在作为发起呼叫的终端时,根据调整后的本机发射功率进行信号发射,以实现采用最合理的功率发射来最大限度避免浪费。
2.如权利要求1所述的数字对讲机发射功率优化调整系统,其特征在于,通话组具有n个终端:MS1,MS2,...,MSn,每个终端内部功能模块结构和功能均与MS1相同,每个终端都在半双工模式下工作,所述半双工模式为:发射时不接收,接收时不发射。
3.如权利要求1所述的数字对讲机发射功率优化调整系统,其特征在于,终端MS1的信道参数单元(2)用于将起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten传输至计算单元(5);
计算单元(5)用于根据公式iRSSIRx=RSSIRx+ΔAtten (式1)和mRSSI=MIN(iRSSIRx)(式2)来计算最小期望接收功率参数mRSSI;式1中:
iRSSIRx是计算得到的终端MS1在某次收到某个终端MSi呼叫时刻的接收信号强度功率计算参考值;
RSSIRx是群组所有终端接收机在活动时间段“Active period”开始阶段实际收到的x个信号强度的平均值并以该平均值作为其计算的起始基准值,x为2-(n-1);
Δatten是终端MS1在某次获取的群组内某个终端MSi的发射信号强度功率值与实际收到MSi的接收信号强度功率值的差值,即当前路径下的本次信号损耗;
式2中:
MIN(iRSSIRx)为群组内某个时间段内某个终端id响应的接收功率最小值;即在某个时间段内终端MS1计算得到的RSSIRx+ΔAtten的记录数据中的最小值;
mRSSI为最小期望接收功率参数。
4.如权利要求1所述的数字对讲机发射功率优化调整系统,其特征在于,
终端MS1的本机参数单元(3)用于将本机接收灵敏度iRSSIsensitivity传输至计算单元(5);
计算单元(5)用于根据公式iDesiredtransmitPower=iRSSIsensitivity+lastTxPower–mRSSI (式3)计算期望发射功率调整参数iDesiredtransmitPower;
式3中,iRSSIsensitivity为出厂自带的本机接收灵敏度,lastTxPower为终端MS1最近一次测得的发射功率,mRSSI为最小期望接收功率参数。
5.如权利要求1所述的数字对讲机发射功率优化调整系统,其特征在于,终端MS1的信道参数单元(2)用于存储群组列表idList,并将接收到的群组内所有另一终端的终端id加入到群组列表idList中;信道参数单元(2)还用于根据第一个终端的接收信号强度确定当前通信环境的初始基准默认值,并根据再次接收到的终端的接收信号强度平均初始基准默认值,以得到起始基准值RSSIRx,即根据群组列表idList中记录的终端id的接收信号强度的加权平均值。
6.如权利要求1所述的数字对讲机发射功率优化调整系统,其特征在于,
配置参数单元(4)用于将预先根据配置经验值得到补偿系数ΔComp传输至计算单元(5);
计算单元(5)用于根据公式NexttransmitPower=MAX(iNexttransmitPower)+ΔComp(式4)计算下次发射功率NexttransmitPower;
式4中,MAX(iNexttransmitPower)为群组内某个终端MSi下次发射功率的最大值,ΔComp为补偿系数,设定在0.5~1.0dB范围。
7.一种利用如权利要求1-6任一所述的数字对讲机发射功率优化调整系统的发射功率优化调整方法,其特征在于,所述发射功率优化调整方法包括如下步骤:
步骤S1):定义一个活动时间段“Active period”作为进入功率优化时间段;
步骤S2):在所述活动时间段内,群组内的n个终端中第一个发起呼叫的终端最开始使用默认配置的最大发射功率发射;
步骤S3):群组内其他所有收到呼叫的终端均以所述最大发射功率群发上报id,群组内每一终端将收到新的id都传输至信道参数单元(2)并添加到群组列表idList中以获取该群组的群组列表idList,群组内每一终端将最大发射功率作为当前通信环境的初始基准默认值;
步骤S4):群组内的终端MS1再次收到呼叫时,终端MS1的接收单元(1)接收到某个终端MSi的发射功率和本次接收信号强度并传输至信道参数单元(2);信道参数单元(2)计算得到起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten,信道参数单元(2)将起始基准值RSSIRx和路径衰减量变化值ΔAtten传输至计算单元(5)计算最小期望接收功率参数mRSSI作为响应功率和期望功率参数;其中,
iRSSIRx=RSSIRx+ΔAtten (式1);
mRSSI=MIN(iRSSIRx) (式2);
式1中:iRSSIRx是计算得到的终端MS1在某次收到某个终端MSi呼叫时刻的接收信号强度功率计算参考值;RSSIRx是群组所有终端接收机在活动时间段“Active period”开始阶段实际收到的x个信号强度的平均值并以该平均值作为其计算的起始基准值,x为2-(n-1);Δatten是终端MS1在某次获取的群组内某个终端MSi的发射信号强度功率值与实际收到MSi的信号强度功率值的差值,即当前路径下的本次信号损耗;
式2中:MIN(iRSSIRx)为群组内某个时间段内某个终端id响应的接收功率最小值;即在某个时间段内终端MS1计算得到的RSSIRx+ΔAtten的记录数据中的最小值;mRSSI为最小期望接收功率参数;
步骤S5):终端MS1的本机参数单元(3)将本机接收灵敏度iRSSIsensitivity传输至计算单元(5);在计算单元(5)中计算期望发射功率调整参数iDesiredtransmitPower;其中,
iDesiredtransmitPower=iRSSIsensitivity+lastTxPower–mRSSI (式3);
式3中,iRSSIsensitivity是保存在本机参数单元(3)中的出厂调测得到的固定参数;lastTxPower为终端MS1最近一次测得的发射功率;
步骤S6):配置参数单元(4)预先根据配置经验值得到补偿系数ΔComp,并将补偿系数ΔComp传输至计算单元(5);在计算单元(5)中计算下次发射功率NexttransmitPower;其中,
NexttransmitPower=MAX(iNexttransmitPower)+ΔComp (式4);
式4中,MAX(iNexttransmitPower)为群组内某个终端MSi下次发射功率的最大值,ΔComp为补偿系数,设定在0.5~1.0dB范围;
步骤S7):在所述活动时间段“Active period”结束前,终端MS1重复步骤S4)-步骤S6)直至退出功率优化。
8.如权利要求7所述的发射功率优化调整方法,其特征在于,在脱网直通群呼模式下,在每一个方向的呼叫发射进程中,发起呼叫的终端向本群组其它终端传递本次的发射功率调整参数以及本机id,并在每一个方向的接收呼叫进程中,收到呼叫的终端获取发起呼叫的终端id上次响应的接收功率参数以及经过评估获取的群组内其它终端响应的接收信号强度功率计算参考值iRSSIRx,以得到更新的最小期望接收功率参数mRSSI,重新计算下次的期望发射功率。
9.如权利要求8所述的发射功率优化调整方法,其特征在于,收到呼叫的终端利用一个TDMA帧的下一突发时隙RC反向信道传输期望发射功率调整参数至发起呼叫的终端。
10.如权利要求9所述的发射功率优化调整方法,其特征在于,发起呼叫的终端根据获取的期望发射功率调整参数,在一个TDMA帧的下一个突发时隙调整发射功率。
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