CN110290571B - 数据分发无线传输的主台组网方法、从台组网方法、数据帧结构 - Google Patents

数据分发无线传输的主台组网方法、从台组网方法、数据帧结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数据分发无线传输的主台组网方法、从台组网方法、数据帧结构，其中入网后的主台、从台的数据传输遵循数据帧结构；所述数据帧结构包括T个从台组合子帧、主台子帧、可动态分配子帧；所述从台组合子帧包括主台分帧、从台分帧；所述主台分帧包括N个可分配帧；所从台分帧包括M个可分配帧；所述主台子帧包括P个可分配帧，所述主台子帧用于主台发射数据；所述可动态分配子帧包括Q个可分配帧，主台或得到授权的从台通过占用所述可动态分配子帧发射数据；所述可分配帧包括X个时隙。本发明数据帧中留有可动态分配子帧，一定程度上满足系统内节点数据来源变化的需求，迟入网电台的入网不影响已入网电台的入网状态、本发明组网时间短。

Description

数据分发无线传输的主台组网方法、从台组网方法、数据帧 结构
技术领域
本发明涉及数据无线传输技术领域，更具体的，涉及一种数据分发无线传输的主台组网方法、从台组网方法、数据帧结构。
背景技术
电台是无线电传输的收发设备，通常是半双工工作模式即一般处于接收模式不发射射频信号。需要发射信号时电台被控制进入发射模式向空中发射射频信号，电台发射时不同时接收信号。
多个电台可以组成无线通信网络，进行数据传输(“数据传输”有时简称“数传”)，如图1所示。电台组网无线数据传输要解决的主要技术问题是同步、时隙分配。同步是需要全网的电台内部时钟都按照统一的时基运行，时隙分配是在同步的基础上，给网内各电台分配可以发射信号的时间间隙。这样网内电台可以有序的发射信号不会造成射频信号冲突，没有发射的电台都处于同步接收状态，这样构成无线数据传输网络。通常一个无线数据传输网络会有一个主台作为网络运行的时基基准和进行维护网络的工作，主台通常也是信息交汇节点，网络中的其余电台是从台。通常，电台群组都是基于相同的时间信息TOD，即是群组内电台同步之后才能组成数据传输网。通常的，数据传输主要是在主台与各从台之间进行的数据传输系统称为数据分发传输系统。
目前已经公开的电台组网方法，大多是组网时间比较长或迟后入网电台的重新入网时间比较长，各节点为了调节发射时间需花费比较长时间协调，或者为了解决上述问题需要过多的信令传输导致系统通信效率降低。
发明内容
本发明为了解决现有电台组网方法中存在的组网时间比较长或迟后入网电台重新入网时间比较长的技术问题，提供了一种数据分发无线传输的主台组网方法、从台组网方法、数据帧结构，其组网时间短，且迟入网电台的入网不影响已入网电台，即已入网无需再次同步。
为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种数据分发无线传输的主台组网方法，所述主台组网方法包括以下步骤：
S101：主台在预设的信道F扫描接收，开启搜索波形；
S102：主台判断是否接到主动组网信令，是则执行步骤S104，否则执行S103；
S103：主台判断搜索波形是否接收到从台的入网请求信令，是则执行步骤S104，否则执行步骤S101；
S104：主台发射组网信令；
S105：主台和已经入网的从台按照数据帧的时序正常收发数据；
S106：主台判断是否收到退网信令或者静默信令，是则执行步骤S107，否则执行步骤S108；
S107：主台发射退网信令或静默信令，返回执行步骤S101；
S108：检查全部从台是否在网，是则执行步骤S112，否则执行步骤S109；
S109：在未入网的从台组合子帧时，开启信道F的扫描接收搜索波形；在已入网的从台组合子帧时，正常收发数据；
S110：判断在未入网的从台组合子帧内是否收到入网请求信令，是则执行步骤S111，否则执行步骤S112；
S111：按照数据帧的时序分配，主台子帧发射数据；连续L个数据帧的可动态分配子帧发射组网信令，返回执行步骤S105；其中，L为正整数；
S112：主台根据各电台的数据量判断是否需要分配可动态分配子帧给从台，是则执行步骤S114，否则执行步骤S113
S113：主台在主台子帧或可动态分配子帧中发射数据，返回执行步骤S105；
S114：主台在主台子帧发送可动态分配子帧占用信令，所述占用信令包括可占用可动态分配子帧的从台号码；
S115：主台在可动态分配子帧中接收数据，返回执行步骤S105。
优选地，步骤S104，所述主台用数据帧的长度发射组网信令；所述组网信令包括时间同步信息TOD、当前频率、从台号码、时隙分配。
进一步地，所述主台发射退网信令或静默信令后，全部电台返回在信道F扫描接收状态。
再进一步地，所述步骤S111，连续2个数据帧的可动态分配子帧发射组网信令，从而保证从台可靠接收到主台发射的组网信令，又避免了长时间占用可动态分配子帧发射组网信令的问题。
基于以上所述的数据分发无线传输的主台组网方法，本发明还提供一种数据分发无线传输的从台组网方法，
S201：从台在预设的信道F扫描接收，开启搜索波形；
S202：判断是否接收到上层的启动组网信令，是则执行步骤S203，否则执行步骤S205；
S203：从台在信道F重复发射入网请求信令；
S204：从台在信道F搜索接收主台发射的组网信令，执行步骤S205；
S205：判断是否在F的扫描接收中收到主台下发的组网信令，是则执行步骤S208，否则返回执行步骤S206；
S206：判断发射入网请求信令的次数是否超过W次，是则执行步骤S207，否则返回执行步骤S203；其中，W为正整数；
S207：向上层报告入网失败，返回执行步骤S201；
S208：在从台分帧中发射在网信令或者数据；
S209：按照数据帧的时序收发数据；
S210：从台自检是否在网，在网则执行步骤S211，否则返回执行步骤S201；
S211：从台判断是否收到主台发送的退网信令或者静默信令，是则返回执行步骤S201，否则执行步骤S212；
S212：判断是否收到主台发送的可动态分配子帧占用信令，是则执行步骤S214，否则执行步骤S213；
S213：在可动态分配子帧中接收数据，跳转步骤S209；
S214：占用可动态分配子帧，并发射数据，跳转步骤S209。
进一步地，所述步骤S203，从台在信道F数据帧的长度时间内重复发射组网请求信令，以保证主台接收；所述步骤S204，在信道F数据帧的长度时间内接收搜索接收主台发射的组网信令。本发明从台发射组网请求信令后，用数据帧的长度时间在约定的信道F扫描接收，这样保证可靠接收主台发射的组网信令。
再进一步地，从台一次入网过程中的发射组网请求信令的次数超过2次后，若不能入网，则向上层报告入网失败，返回步骤S201，这样尽可能少的影响已入网电台的数据传输。
本发明所述步骤S101、S102、S103、S201、S202所述的电台开机静默守候，主台或从台得到组网信令，从而发起组网，例如任意时间的手动按键。
本发明所述步骤S107、S211，主台发送的退网信令或者静默信令，全部电台返回在信道F扫描接收状态。
由本发明所述步骤S109、S209可知，迟入网电台的入网过程中，主台与已入网电台按照数据帧的时序正常收发数据不受影响。
基于以上数据分发无线传输的主台组网方法、从台组网方法，本发明还提供一种数据帧结构，入网后的主台、从台的数据传输遵循数据帧结构；所述数据帧结构包括T个从台组合子帧(系统中每个从台都有一个相应的组合子帧)、主台子帧、可动态分配子帧；
所述从台组合子帧包括主台分帧、从台分帧；所述主台分帧包括N个可分配帧，由主台发射；所从台分帧包括M个可分配帧，由从台发射；
所述主台子帧包括P个可分配帧，所述主台子帧用于主台发射数据；
所述可动态分配子帧包括Q个可分配帧，主台或得到授权的从台通过占用所述可动态分配子帧发射数据；
所述可分配帧包括X个时隙；
其中：T、N、M、P、Q、X均为正整数。
本发明所述的时隙是数据包发射的最小单位，对跳频电台来说可以是一跳；所述可分配帧是数据网中各电台可发射时间最小的划分单位。
各电台在本台的从台分帧内发射数据，在其他从台的从台分帧接收数据，各从台在自己的从台分帧中没有数据时发射在网信令。
本发明所述的主台子帧可用于主台发射维护组网信令或者物理接口变化的信息，比如频率的变化或者误码率检测。
本发明所述的可动态分配子帧，可用于主台给数据量大的从台更多的发送数据时间。
优选地，所述组合子帧的长度大于2倍的从台发射组网请求信令的长度，可以保证主台的搜索波形可以正确接收到从台的组网请求信令。
优选地，所述可动态分配子帧的长度大于主台发射组网信令的长度，可以保证主台对迟入网电台的入网请求信令进行响应，发出完整的组网信令。
本发明公开的技术方案适合于网络内组网的电台启动组网的时间随机、主台与各从台通信一跳可达、快速组网、数传主要模式是主台有数据分发到各从台、从台相对少量数据上传主台的一种数据无线分发传输网络。通常用于主站收集各从站的数据同时下发数据或执行命令到各从站、数据传输回执等待时间短的系统应用，适合特别适合跳频电台的组网。
本发明公开的技术方案适合主台有到从台大量下行数据、从台有少量数据上传主台的数据分发传输组网。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述数据帧结构中包含有可动态分配的子帧，可用于主台快速响应给数据量大的从台更多的发送数据时间，在一定程度上满足系统内节点数据来源变化的需求，提高通信效率，减少组网时间。
2.本发明公开的方法说明了网内电台从加电或者静默状态中发起组网的流程步骤，支持数传中的无线电静默操作和退出无线电静默开始快速组网。按照本发明组网方法，迟入网电台的入网过程中，主台依然维持运行原来的帧顺序，已经入网电台不受影响。
附图说明
图1是现有技术电台无线数据通信网示意图。
图2是本实施例数据分发无线传输的主台组网方法的流程图。
图3是本实施例数据分发无线传输的从台组网方法的流程图。
图4是本实施例数据帧结构的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。
实施例1
如图2所示，一种数据分发无线传输的主台组网方法，所述主台组网方法包括以下步骤：
S101：主台在预设的信道F扫描接收，开启搜索波形；
S102：主台判断是否接到主动组网信令，是则执行步骤S104，否则执行S103；
S103：主台判断搜索波形是否接收到从台的入网请求信令，是则执行步骤S104，否则执行步骤S101；
S104：主台用一个数据帧的长度发射组网信令；所述组网信令包括时间同步信息TOD、当前频率、从台号码、时隙分配；
S105：主台和已经入网的从台按照数据帧的时序正常收发数据；
S106：主台判断是否收到退网信令或者静默信令，是则执行步骤S107，否则执行步骤S108；
S107：主台发射退网信令或静默信令，返回执行步骤S101；
S108：检查全部从台是否在网，是则执行步骤S112，否则执行步骤S109；
S109：在未入网的从台组合子帧时，开启信道F的扫描接收搜索波形；在已入网的从台组合子帧时，正常收发数据；
S110：判断在未入网的从台组合子帧内是否收到入网请求信令，是则执行步骤S111，否则执行步骤S112；
S111：按照数据帧的时序分配，主台子帧发射数据；连续2个数据帧的可动态分配子帧发射组网信令，返回执行步骤S105；
S112：主台根据各电台的数据量判断是否需要分配可动态分配子帧给从台，是则执行步骤S114，否则执行步骤S113
S113：主台在主台子帧或可动态分配子帧中发射数据，返回执行步骤S105；
S114：主台在主台子帧发送可动态分配子帧占用信令，所述占用信令包括可占用可动态分配子帧的从台号码；
S115：主台在可动态分配子帧中接收数据，返回执行步骤S105。
本实施例所述主台发射退网信令或静默信令后，全部电台返回在信道F扫描接收状态。
基于以上所述的数据分发无线传输的主台组网方法，本实施例还提供一种数据分发无线传输的从台组网方法，如图3所示，
S201：从台在预设的信道F扫描接收，开启搜索波形；
S202：判断是否接收到上层的启动组网信令，是则执行步骤S203，否则执行步骤S205；所述组网信令包括时间同步信息TOD、当前频率、从台号码、时隙分配。
S203：从台在整数据帧长度内，在信道F数据帧的长度时间内重复发射入网请求信令；
S204：从台在信道F数据帧的长度时间内搜索接收主台发射的组网信令，执行步骤S205；
S205：判断是否在F的扫描接收中收到主台下发的组网信令，是则执行步骤S208，否则返回执行步骤S206；
S206：判断发射入网请求信令的次数是否超过2次，是则执行步骤S207，否则返回执行步骤S203；
S207：向上层报告入网失败，返回执行步骤S201；
S208：在本台的从台分帧中发射在网信令或者数据；
S209：按照数据帧的时序收发数据；
S210：从台自检是否在网，在网则执行步骤S211，否则返回执行步骤S201；
S211：从台判断是否收到主台发送的退网信令或者静默信令，是则返回执行步骤S201，否则执行步骤S212；
S212：判断是否收到主台发送的可动态分配子帧占用信令，是则执行步骤S214，否则执行步骤S213；
S213：在可动态分配子帧中接收数据，跳转步骤S209；
S214：占用可动态分配子帧，并发射数据，跳转步骤S209。
本实施例所述步骤S101、S102、S103、S201、S202所述的电台开机处于静默守候，主台或从台得到组网信令，从而发起组网，例如任意时间的手动按键。
本实施例所述步骤S107、S211，主台发送的退网信令或者静默信令，全部电台返回在信道F扫描接收状态
基于以上数据分发无线传输的主台组网方法、从台组网方法，本发明还提供一种数据帧结构，如图4所示，入网后的主台、从台的数据传输遵循数据帧结构；本实施例以图1所示的数据分发无线传输系统进行说明，所述的数据分发无线传输系统有A、B、C……K电台，其中A为主台，其余为从台，各电台遵循图4的时隙分配，各电台根据自己的编号确定了在数据帧中的发射数据的时刻。
本实施例所述数据帧结构包括T个从台组合子帧(每个从台有一个组合子帧)、主台子帧、可动态分配子帧；
所述从台组合子帧包括主台分帧、从台分帧；所述主台分帧包括N个可分配帧；所从台分帧包括M个可分配帧；
所述主台子帧包括P个可分配帧，所述主台子帧用于主台发射数据；
所述可动态分配子帧包括Q个可分配帧，主台或得到授权的从台通过占用所述可动态分配子帧发射数据；
所述可分配帧包括X个时隙；
其中：T、N、M、P、Q、X均为正整数。
本发明所述的主台子帧可用于主台发射维护组网信令或者物理接口变化的信息，比如频率的变化或者误码率检测。
本发明所述的可动态分配子帧，可用于主台给数据量大的从台更多的发送时间。
本实施例所述组合子帧的长度大于2倍的从台发射组网请求信令的长度，可以保证主台的搜索波形可以正确接收到从台的组网请求信令。
本实施例所述可动态分配子帧的长度大于主台发射组网信令的长度，可以保证主台对迟入网电台的入网请求信令进行响应，发出完整的组网信令。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据分发无线传输的主台组网方法，其特征在于：所述主台组网方法包括以下步骤：
S101：主台在预设的信道F扫描接收，开启搜索波形；
S102：主台判断是否接到主动组网信令，是则执行步骤S104，否则执行S103；
S103：主台判断搜索波形是否接收到从台的入网请求信令，是则执行步骤S104，否则执行步骤S101；
S104：主台发射组网信令；
S105：主台和已经入网的从台按照数据帧的时序正常收发数据；
S106：主台判断是否收到退网信令或者静默信令，是则执行步骤S107，否则执行步骤S108；
S107：主台发射退网信令或静默信令，返回执行步骤S101；
S108：检查全部从台是否在网，是则执行步骤S112，否则执行步骤S109；
S109：在未入网的从台组合子帧时，开启信道F的扫描接收搜索波形；在已入网的从台组合子帧时，正常收发数据；
S110：判断在未入网的从台组合子帧内是否收到入网请求信令，是则执行步骤S111，否则执行步骤S112；
S111：按照数据帧的时序分配，主台子帧发射数据；连续L个数据帧的可动态分配子帧内发射组网信令，返回执行步骤S105；其中，L为正整数；
S112：主台根据各电台的数据量判断是否需要分配可动态分配子帧给从台，是则执行步骤S114，否则执行步骤S113
S113：主台在主台子帧或可动态分配子帧中发射数据，返回执行步骤S105；
S114：主台在主台子帧发送可动态分配子帧占用信令，所述占用信令包括可占用可动态分配子帧的从台号码；
S115：主台在可动态分配子帧中接收数据，返回执行步骤S105。
2.根据权利要求1所述的数据分发无线传输的主台组网方法，其特征在于：步骤S104，所述主台用一个数据帧的长度发射组网信令；所述组网信令包括时间同步信息TOD、当前频率、从台号码、时隙分配。
3.根据权利要求1所述的数据分发无线传输的主台组网方法，其特征在于：所述主台发射退网信令或静默信令后，全部电台返回在信道F扫描接收状态。
4.根据权利要求1所述的数据分发无线传输的主台组网方法，其特征在于：所述步骤S111，连续2个数据帧的可动态分配子帧发射组网信令。
5.一种数据分发无线传输的从台组网方法，其特征在于：
S201：从台在预设的信道F扫描接收，开启搜索波形；
S202：判断是否接收到上层的启动组网信令，是则执行步骤S203，否则执行步骤S205；
S203：从台在信道F重复发射入网请求信令；
S204：从台在信道F搜索接收主台发射的组网信令，执行步骤S205；
S205：判断是否在F的扫描接收中收到主台下发的组网信令，是则执行步骤S208，否则返回执行步骤S206；
S206：判断发射入网请求信令的次数是否超过W次，是则执行步骤S207，否则返回执行步骤S203；其中，W为正整数；
S207：向上层报告入网失败，返回执行步骤S201；
S208：在本台的从台分帧中发射在网信令或者数据；
S209：按照数据帧的时序收发数据；
S210：从台自检是否在网，在网则执行步骤S211，否则返回执行步骤S201；
S211：从台判断是否收到主台发送的退网信令或者静默信令，是则返回执行步骤S201，否则执行步骤S212；
S212：判断是否收到主台发送的可动态分配子帧占用信令，是则执行步骤S214，否则执行步骤S213；
S213：在可动态分配子帧中接收数据，跳转步骤S209；
S214：占用可动态分配子帧，并发射数据，跳转步骤S209。
6.根据权利要求5所述的数据分发无线传输的从台组网方法，其特征在于：所述步骤S203，从台在信道F数据帧的长度时间内重复发射入网请求信令；所述步骤S204，在信道F数据帧的长度时间内接收搜索接收主台发射的组网信令。
7.根据权利要求5所述的数据分发无线传输的从台组网方法，其特征在于：从台一次入网过程中的发射组网请求信令的次数超过2次后，若不能入网，则向上层报告入网失败，返回步骤S201。
8.一种数据帧结构，其特征在于：入网后的主台、从台的数据传输遵循数据帧结构；所述数据帧结构包括T个从台组合子帧、主台子帧、可动态分配子帧；
所述从台组合子帧包括主台分帧、从台分帧；所述主台分帧包括N个可分配帧；所从台分帧包括M个可分配帧；
所述主台子帧包括P个可分配帧，所述主台子帧用于主台发射数据；
所述可动态分配子帧包括Q个可分配帧，主台或得到授权的从台通过占用所述可动态分配子帧发射数据；
所述可分配帧包括X个时隙；
其中：T、N、M、P、Q、X均为正整数。
9.根据权利要求8所述的数据帧结构，其特征在于：所述从台组合子帧的长度大于2倍的从台发射入网请求信令的长度。
10.根据权利要求8所述的数据帧结构，其特征在于：所述可动态分配子帧的长度大于主台发射组网信令的长度。
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