CN111130632A - 一种基于多信道接收的无线通信系统及相互通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无线通信系统，包括N个基站和n组终端，每个基站双向连接一组终端，N个基站之间相互双向连接。还提供一种无线通信方法，基于上述所述的无线通信系统，第一终端在TX1TP1发送第一数据信号，第一基站在RX1TP1接收第一数据信号，并对第一数据信号进行处理，然后在TX1TP2转发处理后的数据信号；第二基站在RX1TP2接收所述第一基站转发的数据信号，并在TX2TP1转发该数据信号；第三基站在RX2TP1接收所述第二基站转发的数据信号，并在TX3TP2转发该数据信号；依次类推，多个基站之间完成数据信号的发送和接收，实现多组终端之间的通信。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于多信道接收的无线通信系统及相互通信方法。
背景技术
现有的通信系统有两种，一种采用FDMA方式，基站间互联采用IP链路，或者采用微波链路，基站间不能够利用彼此的下行信号作为链路信号，需要额外设备和特定的通信场景；FDMA的方式限制了，系统采用体积和重量很大的双工器和合路器，不便于野外移动使用。一种采用TDMA方式，采用多时隙结构，提高了通信速率，降低了灵敏度，缩短通信距离；因为没有采用国家标准的TDMA制式，不能兼容普通终端，不便与市场拓展，不能保护客户已有的投资。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种无线通信系统和无线通信方法，可以实现多个基站之间以及基站与终端之间的无线通信，主要在森林防火、边防警戒、处突维稳、大型活动、地震抗灾、人防工事等没有公网覆盖或者公网失灵时作为应急通信系统使用。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
技术方案一：
一种基于多信道接收的无线通信系统，包括N个基站和n组终端，每个基站双向连接一组终端，N个基站之间相互双向连接。
本发明技术方案一的特点和进一步的改进在于：
进一步的，N个基站依次双向连接。
所进一步的，述基站的基站帧由TP1和TP2构成，所述基站在TP1时间段内同时接收多路相互独立的信号，在TP2时间段内发送多路信号中的任何一路独立的信号。
进一步的，所述基站按照在TP1时间段内同时接收多路相互独立的信号、在TP2时间段内发送多路信号中的任何一路独立的信号的方式循环往复工作。
技术方案二
一种基于多信道接收的相互通信方法，基于上述所述的无线通信系统，第一终端在TX1TP1发送第一数据信号，第一基站在RX1TP1接收第一数据信号，并对第一数据信号进行处理，然后在TX1TP2转发处理后的数据信号；第二基站在RX1TP2接收所述第一基站转发的数据信号，并在TX2TP1转发该数据信号；第三基站在RX2TP1接收所述第二基站转发的数据信号，并在TX3TP2转发该数据信号；依次类推，多个基站之间完成数据信号的发送和接收，实现多组终端之间的通信。
进一步的，第二终端在TX2TP2发送应答数据信号，第二基站在RX2TP2接收所述第二终端所发送的应答数据信号，并对应答数据信号进行处理，然后在TX2TP1转发处理后的应答数据信号；第一基站在RX2TP1接收所述第二基站转发的应答数据信号，并在TX1TP2转发该应答数据信号；同时，第三基站在RX2TP1接收到第二基站转发的应答数据信号，并在TX3TP2转发该应答数据信号；第四基站在RX3TP2接收第三基站所转发的应答数据信号，并在TX4TP2转发该数据信号；依次类推，多个基站之间完成数据信号的发送和接收，使得多组终端接收到第二终端的呼叫。
进一步的，第三终端在TX3TP2发送应答数据信号，第三基站在RX2TP2接收所述第三终端所发送的应答数据信号，并对应答数据信号进行处理，然后在TX3TP1转发处理后的应答数据信号；第四基站在RX3TP2接收所述第三基站转发的应答数据信号，并在TX4TP1转发该应答数据信号；同时，第二基站在RX3TP2接收到第三基站转发的应答数据信号，并在TX2TP1转发该应答数据信号；依次类推，多个基站之间完成数据信号的发送和接收，使得多组终端接收到第三终端的呼叫。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明所提供的基于多信道接收的无线通信系统及相互通信方法采用FDMA的方式，接收和发送采用TDMA的方式，采用时分双工器，减小了设备体积和重量；不采用合路器，发送效率提升一倍，同等功耗时，通信距离增加；兼容现有体制(PDT和DMR)终端，实用性强；采用下行信号复用为基站通信链路，没有增加信号带宽，保证了通信距离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明提供的无线通信系统的一种实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的无线通信系统的另一种实施例的结构示意图；
图3为本发明提供的无线通信系统的另一种实施例的结构示意图；
图4为本发明提供的无线通信系统的一种实施例的基站TDMA帧结构示意图；
图5为本发明提供的无线通信系统的一种实施例的基站时序图；
图6为现有技术中TDMA系统中的一般时隙结构图；
图7为现有技术中单频基站时序图；
图8为本发明提供的相互通信方法的一种实施例的方法示意图；
图9为本发明提供的相互通信方法的另一种实施例的方法示意图；
图10为本发明提供的相互通信方法的另一种实施例的方法示意图；
图11为本发明提供的相互通信方法的另一种实施例的方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种基于多信道接收的无线通信系统，包括N个基站和n组终端，每个基站双向连接一组终端，N个基站之间相互双向连接。
参考图1，本实施例提供了四个基站和4组终端，每个基站双向连接一组终端，4个基站之间依次双向连接。
参考图2，本实施例提供了N个基站和n组终端，每个基站双向连接一组终端，N个基站之间相互双向连接。
本发明实施例还提供了另一种N个基站之间相互双向连接的方式。具体参考图3，四个基站和4组终端，每个基站双向连接一组终端，且基站A双向连接基站B，基站B分别双向连接基站C和基站D。
上述实施例提供的基于多信道接收的无线通信系统中，基站可在TP1时间段内同时接收多路相互独立的信号，在TP2时间段内发送多路信号中的任何一路独立的信号。具体的，参考图4，基站帧由TP1和TP2组成，在TP1时间段内，可以同时接收RX1，RX2，RX3，RX4的信号，在TP2时间段内，可以发送选择转发四路信号中的任何一路RXi，也可以发送基站产生的其他信号。图中的F1、F2、F3、F4为基站配置频率。
进一步的，基站按照在TP1时间段内同时接收多路相互独立的信号、在TP2时间段内发送多路信号中的任何一路独立的信号的方式循环往复工作。具体的，参考图5，基站按照单位时间1、3、5、9等接收，2、4、6、8、10等发送进行循环往复的工作。
图6为现有技术中TDMA系统中的一般时隙结构图，图中，Tp和Tj可以是现有技术中的任何值，例如Tp＝30ms；Tj＝2.5ms，或者还没有定义的值。图7为现有技术中单频基站时序图。
本发明实施例提供的无线通信系统中的终端在符合图6-图7的现有技术的基础上，配合本发明无线通信系统中的所提供的基站，实现相互通信。
本发明实施例还提供了一种基于多信道接收的相互通信方法，基于上述所述的无线通信系统，第一终端在TX1TP1发送第一数据信号，第一基站在RX1TP1接收第一数据信号，并对第一数据信号进行处理，然后在TX1TP2转发处理后的数据信号；第二基站在RX1TP2接收所述第一基站转发的数据信号，并在TX2TP1转发该数据信号；第三基站在RX2TP1接收所述第二基站转发的数据信号，并在TX3TP2转发该数据信号；依次类推，多个基站之间完成数据信号的发送和接收，实现多组终端之间的通信。
具体的，参考图8，本实施例提供：终端1发起呼叫，终端2，终端3，终端4接收呼叫。
终端1在TX1TP1发送数据Forward1，基站A在RX1TP1接收Forward1，根据系统设置，对数据进行处理，时间同步终端1，在TX1TP2转发数据ForwardA。基站B在RX1TP2接收到基站A的数据ForwardA，根据系统设置，时间同步基站A，在TX2TP1转发数据ForwardB。基站C在RX2TP1上接收到基站B的数据ForwardB，根据系统设置，时间同步基站B，在TX3TP2转发数据ForwardC。基站D在RX3TP2上接收到基站C的数据ForwardC，根据系统设置，时间同步基站C，在TX4TP1转发数据ForwardD。
在上述通信方法中，基站A在TX1TP2转发数据有两个作用：第一是用来扩展终端1的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端1＇可以接收到终端1的呼叫；第二是用来提供基站A与基站B之间的链路信号，用做基站间通信。
基站B在TX2TP1转发数据有三个作用：第一是用来扩展终端1的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端2可以接收到终端1的呼叫；第二是用来提供基站B与基C之间的链路信号，用做基站间通信；第三是基站B在TX2TP1发送的数据可以被基站A在RX2TP1接收backwardB，基站A通过数据可以知道系统中基站B的存在，跟踪基站B的信号强弱，调节应答信道接收通路功率增益。
基站C转发的数据与基站B转发的数据具有类似的作用。
基站D在TX4TP1转发数据有两个作用：一、用来扩展终端1的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端4可以接收到终端1的呼叫；二、基站D在TX4TP1发送的数据可以被基站C在RX4TP1接收到，基站C通过数据可以知道系统中基站D的存在，跟踪基站D的信号强弱，调节应答信道接收通路功率增益。
进一步的，本发明实施例还提供了另一种无线通信方法，第二终端在TX2TP2发送应答数据信号，第二基站在RX2TP2接收所述第二终端所发送的应答数据信号，并对应答数据信号进行处理，然后在TX2TP1转发处理后的应答数据信号；第一基站在RX2TP1接收所述第二基站转发的应答数据信号，并在TX1TP2转发该应答数据信号；同时，第三基站在RX2TP1接收到第二基站转发的应答数据信号，并在TX3TP2转发该应答数据信号；第四基站在RX3TP2接收第三基站所转发的应答数据信号，并在TX4TP2转发该数据信号；依次类推，多个基站之间完成数据信号的发送和接收，使得多组终端接收到第二终端的呼叫。
具体的，参考图9，本实施例提供：终端2应答终端1的呼叫。
终端2在TX2TP2发送应答For_back2，基站B在RX2TP2接收For_back2，根据系统设置，对数据进行处理，时间同步终端2，在TX2TP1转发数据ForwardB。基站A在RX2TP1接收到基站B的数据ForwardB，根据系统设置，时间同步基站B，在TX1TP2转发数据ForwardA。基站C在RX2TP1接收到基站B的数据ForwardB，根据系统设置，时间同步基站B，在TX3TP2转发数据ForwardC。基站D在RX3TP2上接收到基站C的数据ForwardC，根据系统设置，时间同步基站C，在TX4TP1转发数据ForwardD。
在上述通信过程中，基站B TX2TP1转发数据有两个作用：一、用来扩展终端2的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端2＇可以接收到终端2的呼叫；二、用来提供基站B与基站A,基站B与基站C之间的链路信号，用做基站间通信。
基站A在TX1TP2转发数据有两个作用：一、用来扩展终端2的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端1可以接收到终端2的呼叫；二、基站A在TX1TP2发送的数据可以被基站B在RX1TP2接收到backwardA，基站B通过数据可以知道系统中基站A的存在，跟踪基站A的信号强弱，调节应答信道接收通路功率增益。
基站C TX3TP2转发数据有三个作用：一、用来扩展终端2的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端3可以接收到终端2的呼叫；二、用来提供基站B与基站D之间的链路信号，用做基站间通信；三、基站C在TX3TP2发送的数据backwardC可以被基站B在RX3TP2接收到，基站B通过数据可以知道系统中基站C的存在，跟踪基站C的信号强弱，调节应答信道接收通路功率增益。
基站D在TX4TP1转发数据有两个作用：一、用来扩展终端2的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端4可以接收到终端2的呼叫；二、基站D在TX4TP1发送的数据可以被基站C在RX2TP1接收到backwardD，基站C通过数据可以知道系统中基站D的存在，跟踪基站D的信号强弱，调节应答信道接收通路功率增益。
进一步的，本发明实施例还提供了第三种无线通信方法，第三终端在TX3TP2发送应答数据信号，第三基站在RX2TP2接收所述第三终端所发送的应答数据信号，并对应答数据信号进行处理，然后在TX3TP1转发处理后的应答数据信号；第四基站在RX3TP2接收所述第三基站转发的应答数据信号，并在TX4TP1转发该应答数据信号；同时，第二基站在RX3TP2接收到第三基站转发的应答数据信号，并在TX2TP1转发该应答数据信号；依次类推，多个基站之间完成数据信号的发送和接收，使得多组终端接收到第三终端的呼叫。
具体的，如图10所示，本实施例提供：终端3应答终端1的呼叫。
终端3在TX3TP1发送应答For_back3，基站C在RX2TP2接收For_back3，根据系统设置，对数据进行处理，时间同步终端3，在TX3TP2转发数据ForwardC。基站D在RX3TP2接收到基站C的数据ForwardC，根据系统设置，时间同步基站C，在TX4TP1转发数据ForwardD。基站B在RX3TP2接收到基站C的数据ForwardC，根据系统设置，时间同步基站C，在TX2TP1转发数据ForwardB。基站A在RX2TP1上接收到基站B的数据ForwardB，根据系统设置，时间同步基站B，在TX1TP2转发数据ForwardA。
在上述通信过程中，基站C TX2TP1转发数据有两个作用：一、用来扩展终端3的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端3＇可以接收到终端3的呼叫；二、用来提供基站C与基站B,基站C与基站D之间的链路信号，用做基站间通信。
基站D在TX4TP1转发数据有两个作用：一、用来扩展终端3的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端4可以接收到终端3的呼叫；二、基站D在TX4TP1发送的数据可以被基站C在RX4TPA接收到backwardD，基站C通过数据可以知道系统中基站D的存在，跟踪基站D的信号强弱，调节应答信道接收通路功率增益。
基站B TX2TP1转发数据有三个作用：一、用来扩展终端3的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端2可以接收到终端3的呼叫；二、用来提供基站B与基站A之间的链路信号，用做基站间通信；三、基站B在TX2TP1发送的数据可以被基站C在RX2TP1接收到backwardB，基站C通过数据可以知道系统中基站C的存在，跟踪基站B的信号强弱，调节应答信道接收通路功率增益。
基站A在TX1TP2转发数据有两个作用：一、用来扩展终端3的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端1可以接收到终端3的呼叫；二、基站A在TX1TP2发送的数据可以被基站B在RX1TP2接收到backwardA，基站B通过数据可以知道系统中基站A的存在，跟踪基站A的信号强弱，调节应答信道接收通路功率增益。
具体的，如图11所示，本实施例提供：终端4应答终端1的呼叫。
终端4在TX4TP2发送数据For_back4，基站D在RX4TP2接收For_back4，根据系统设置，对数据进行处理，时间同步终端4，在TX4TP1转发数据ForwardD。基站C在RX4TP1接收到基站D的数据ForwardD，根据系统设置，时间同步基站D，在TX3TP2转发数据ForwardC。基站B在RX3TP2上接收到基站C的数据ForwardC，根据系统设置，时间同步基站C，在TX2TP1转发数据ForwardB。基站A在RX2TP1上接收到基站B的数据ForwardB，根据系统设置，时间同步基站B，在TX1TP2转发数据ForwardA。
在上述通信过程中，
基站D TX4TP1转发数据有两个作用：一、用来扩展终端4的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端4＇可以接收到终端4的呼叫；二、用来提供基站D与基站C之间的链路信号，用做基站间通信。
基站C TX3TP2转发数据有三个作用：一、用来扩展终端4的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端3可以接收到终端4的呼叫；二、用来提供基站C与基B之间的链路信号，用做基站间通信；三、基站C在TX3TP2发送的数据可以被基站D在RX3TP2接收backwardC，基站D通过数据可以知道系统中基站C的存在，跟踪基站C的信号强弱，调节应答信道接收通路功率增益。
基站B转发的数据与基站C转发的数据具有类似的作用。
基站A在TX1TP2转发数据有两个作用：一、用来扩展终端4的通信距离，起到时隙中转的作用，使得终端1可以接收到终端4的呼叫；二、基站A在TX1TP2发送的数据可以被基站B在RX1TP2接收到，基站B通过数据可以知道系统中基站A的存在，跟踪基站A的信号强弱，调节应答信道接收通路功率增益。
本发明所提供的基于多信道接收的无线通信系统及相互通信方法采用FDMA的方式，接收和发送采用TDMA的方式，采用时分双工器，减小了设备体积和重量；不采用合路器，发送效率提升一倍，同等功耗时，通信距离增加；兼容现有体制(PDT和DMR)终端，实用性强；采用下行信号复用为基站通信链路，没有增加信号带宽，保证了通信距离。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于多信道接收的无线通信系统，其特征在于，包括N个基站和n组终端，每个基站双向连接一组终端，N个基站之间相互双向连接。
2.根据权利要求1所述的基于多信道接收的无线通信系统，其特征在于，N个基站依次双向连接。
3.根据权利要求1所述的基于多信道接收的无线通信系统，其特征在于，所述基站的TDMA帧由TP1和TP2构成，所述基站在TP1时间段内同时接收多路相互独立的信号，在TP2时间段内发送多路信号中的任何一路独立的信号。
4.根据权利要求1所述的基于多信道接收的无线通信系统，其特征在于，所述基站按照在TP1时间段内同时接收多路相互独立的信号、在TP2时间段内发送多路信号中的任何一路独立的信号的方式循环往复工作。
5.一种基于多信道接收的相互通信方法，基于权利要求1所述的基于多信道接收的无线通信系统，其特征在于，第一终端在TX1TP1发送第一数据信号，第一基站在RX1TP1接收第一数据信号，并对第一数据信号进行处理，然后在TX1TP2转发处理后的数据信号；第二基站在RX1TP2接收所述第一基站转发的数据信号，并在TX2TP1转发该数据信号；第三基站在RX2TP1接收所述第二基站转发的数据信号，并在TX3TP2转发该数据信号；依次类推，多个基站之间完成数据信号的发送和接收，实现多组终端之间的通信。
6.根据权利要求5所述的基于多信道接收的相互通信方法，其特征在于，第二终端在TX2TP2发送应答数据信号，第二基站在RX2TP2接收所述第二终端所发送的应答数据信号，并对应答数据信号进行处理，然后在TX2TP1转发处理后的应答数据信号；第一基站在RX2TP1接收所述第二基站转发的应答数据信号，并在TX1TP2转发该应答数据信号；同时，第三基站在RX2TP1接收到第二基站转发的应答数据信号，并在TX3TP2转发该应答数据信号；第四基站在RX3TP2接收第三基站所转发的应答数据信号，并在TX4TP2转发该数据信号；依次类推，多个基站之间完成数据信号的发送和接收，使得多组终端接收到第二终端的呼叫。
7.根据权利要求5所述的基于多信道接收的相互通信方法，其特征在于，第三终端在TX3TP2发送应答数据信号，第三基站在RX2TP2接收所述第三终端所发送的应答数据信号，并对应答数据信号进行处理，然后在TX3TP1转发处理后的应答数据信号；第四基站在RX3TP2接收所述第三基站转发的应答数据信号，并在TX4TP1转发该应答数据信号；同时，第二基站在RX3TP2接收到第三基站转发的应答数据信号，并在TX2TP1转发该应答数据信号；依次类推，多个基站之间完成数据信号的发送和接收，使得多组终端接收到第三终端的呼叫。
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