CN111935653B - 一种自组网无线对讲系统及通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自组网无线对讲系统，包括：若干个自组网基站、若干个对讲终端和控制调度平台；每一个自组网基站包括无线通信模块、电源管理模块和信号处理模块；无线通信模块用于每一个自组网基站与若干个对讲终端之间进行通信；电源管理模块用于为各模块提供所需电压并对耗电量进行统计，信号处理模块用于接收其它自组网基站和对讲终端发来的信号，并对信号进行滤波放大、整形补偿和数据处理；每一个对讲终端包括具有自组网功能的窄带对讲终端；控制调度平台用于处理所管辖基站区内用户登记、呼叫建立和控制管理，相应地，提出了一种自组网无线通信方法，本发明能很好的解决信号衰减造成的通信质量问题，可较好的扩大信号覆盖范围。

Description

一种自组网无线对讲系统及通信方法
技术领域
本发明涉及电子通信技术领域，尤其涉及到一种自组网无线对讲系统及通信方法。
背景技术
对讲机终端通信距离3-5KM，但也要视环境而定，如果是在空旷地带(如草原、海平面)对讲终端能够达到很远的距离。但是如果是在相对封闭的环境，比如高楼林立的城市，对讲终端的无线信号会受到阻碍从而变弱，使距离变近。除此之外，对讲终端的功率、干扰程度等也会影响通信距离。常规下，对讲系统，可通过中继设备来转发无线信号，增大对讲终端的通讯范围。但是在一些复杂的通信环境下，如隧道，地形复杂的山林下，即使使用了中继设备，也非常难实现长距离的信号有效的覆盖。针对使用场景考虑，设计一种可解决在复杂地形的使用场景下长距离通信不能够有效的覆盖，以及传统的对讲终端在应用场景中有效通信范围不足问题，且具有更强的实用性与更好的适用性的无线对讲系统十分有意义。
综上所述，提供一种能很好的解决信号衰减造成的通信质量问题，可较好的扩大信号覆盖范围的自组网无线对讲系统及通信方法，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种自组网无线对讲系统及通信方法，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自组网无线对讲系统及通信方法，包括：若干个自组网基站、若干个对讲终端和控制调度平台；
每一个自组网基站包括无线通信模块、电源管理模块和信号处理模块；所述无线通信模块用于所述每一个自组网基站与所述若干个对讲终端之间进行通信；所述电源管理模块用于为各模块提供所需电压并对耗电量进行统计，所述信号处理模块用于接收其它自组网基站和对讲终端发来的信号，并对所述信号进行滤波放大、整形补偿和数据处理；
所述信号处理模块采用时分多址TDMA技术实现同频双时隙中继模式的无线组网，且兼容PDT/DMR标准协议；一个自组网基站的信号处理模块与另一个自组网基站的信号处理模块无线连接；
每一个对讲终端包括具有自组网功能的窄带对讲终端；所述控制调度平台用于处理所管辖基站区内用户登记、呼叫建立和控制管理，所述控制调度平台与所述若干个自组网基站通过无线链路连接通信。
进一步地，所述无线通信模块包括高频接收模块、高频发送模块、低频接收模块、低频发送模块和双工器，所述无线通信模块和所述信号处理模块相连接。
进一步地，所述电源管理模块包括供电设备、电能计量装置和存储模块，所述电能计量装置与所述存储模块相连接，所述电能计量装置设置在所述供电设备上。
进一步地，所述每一个对讲终端基于TDMA多址方式工作，所述每一个对讲终端的当前工作信道与相邻信道的信道间隔为12.5KHZ。
更进一步地，所述每一个对讲终端周期性地监听自己当前的工作信道与相邻信道，所述每一个对讲终端在收到某个信道发送的有效信号后开启中转判定监听，对所述有效信号进行判定处理后结束中转判定监听。
更进一步地，所述有效信号包括语音头帧和语音负载帧，当接收到所述语音头帧时为语音正常接入，则所述某个对讲终端开启中转判定监听并在当前工作信道继续停留两个时隙时间，再转到所述相邻信道监听一个TDMA时隙周期，然后结束中转判定监听；当接收到所述语音负载帧时为语音后接入，则所述某个对讲终端开启中转判定监听并在当前工作信道继续停留一个语音超帧时间，然后还原出语音头帧，再对所述当前工作信道和所述相邻信道进行轮询监听，最后结束中转判定监听。
更进一步地，开启中转判定监听到结束中转判定监听期间，若继续收到无线有效信号，则不进行中转判定监听，反之则进行中转判定监听。
更进一步地，开启中转判定监听后数据接收将延时150ms并依次增加，所述中转判定监听仅适用语音呼叫以及非确认数据呼叫业务且对讲终端的射频性能需满足转发标准。
一种自组网无线通信方法，其特征在于，具体包括：
S10:对讲终端G0在一个自组网基站的覆盖区，所述对讲终端G0通过无线方式向所述一个自组网基站发射带有终端标识信息的信号，所述一个自组网基站为所述对讲终端G0分配同频率内相邻的两个空闲时隙S1和S2，所述对讲终端G0通过时隙S1发射语音组呼信号；
S20:所述一个自组网基站通过时隙S1接收所述语音组呼信号，所述一个自组网基站通过所述信号处理模块对收到的所述语音组呼信号进行解析，当所述语音组呼信号的频率与所述一个自组网基站的设定频率相匹配时，所述一个自组网基站通过时隙S2将经过处理的语音组呼信号发送至对讲终端G1；
S30:当所述对讲终端G1接收到所述处理后的语音组呼信号时，所述对讲终端G1通过所述一个自组网基站向所述对讲终端G0发射延时信号，所述对讲终端G0向所述一个自组网基站发射带有申请两个连续空闲时隙标识和带有终端标识码的信号；
S40:所述一个自组网基站为所述对讲终端G0分配同一频率内相邻的两个空闲时隙S1和S2，所述对讲终端G1在两个空闲时隙中的一个时隙继续接收无线信号，在两个连续空闲时隙中的另一个时隙转发所述处理后的语音组呼信号。
进一步地，当所述对讲终端G1处于非所述一个自组网基站的覆盖区时，所述对讲终端G1通过同频中转功能转发无线信号或切换信道后通过同频中转功能转发无线信号。
本发明的有益效果是，该发明可解决在复杂地形的使用场景下长距离通信不能够有效的覆盖，以及传统的对讲终端在应用场景中有效通信范围不足的问题，且具有更强的实用性与更好的适用性，该通信系统可很好的解决信号衰减造成的通信质量问题，可较好的扩大信号覆盖范围。
下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明中一种自组网无线通信方法步骤示意图。
图2为本实施例中语音正常接入流程示意图。
图3为本实施例中语音后接入流程示意图。
图4为实施例中信号扩展方法的示例示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本发明提供了一种具有更强的实用性与更好的适用性，且可很好的解决信号衰减造成的通信质量问题，扩大信号覆盖范围的自组网无线对讲系统及通信方法。如图1至图4所示，该系统包括：若干个自组网基站、若干个对讲终端和控制调度平台，所述控制调度平台用于处理所管辖基站区内用户登记、呼叫建立和控制管理，所述控制调度平台与所述若干个自组网基站通过无线链路连接通信。
每一个自组网基站包括无线通信模块、电源管理模块和信号处理模块；所述无线通信模块用于所述每一个自组网基站与所述若干个对讲终端之间进行通信；所述电源管理模块用于为各模块提供所需电压并对耗电量进行统计，所述信号处理模块用于接收其它自组网基站和对讲终端发来的信号，并对所述信号进行滤波放大、整形补偿和数据处理，其中，所述无线通信模块包括高频接收模块、高频发送模块、低频接收模块、低频发送模块和双工器，所述无线通信模块和所述信号处理模块相连接。所述电源管理模块包括供电设备、电能计量装置和存储模块，所述电能计量装置与所述存储模块相连接，所述电能计量装置设置在所述供电设备上，所述存储模块包括云服务器。
所述信号处理模块采用时分多址TDMA技术实现同频双时隙中继模式的无线组网，且兼容PDT/DMR标准协议；一个自组网基站的信号处理模块与另一个自组网基站的信号处理模块无线连接；
每一个对讲终端包括具有自组网功能的窄带对讲终端，所述每一个对讲终端基于TDMA多址方式工作，所述每一个对讲终端的当前工作信道与相邻信道的信道间隔为12.5KHZ，所述每一个对讲终端周期性地监听自己当前的工作信道与相邻信道，所述每一个对讲终端在收到某个信道发送的有效信号后开启中转判定监听，对所述有效信号进行判定处理后结束中转判定监听。所述有效信号包括语音头帧和语音负载帧，如图2所示，当接收到所述语音头帧时为语音正常接入，则所述某个对讲终端开启中转判定监听并在当前工作信道继续停留两个时隙时间，再转到所述相邻信道监听一个TDMA时隙周期30ms，然后结束中转判定监听；如图3所示，当接收到所述语音负载帧时为语音后接入，则所述某个对讲终端开启中转判定监听并在当前工作信道继续停留一个语音超帧时间105ms，然后还原出语音头帧，再对所述当前工作信道和所述相邻信道进行轮询监听，最后结束中转判定监听。其中，开启中转判定监听到结束中转判定监听期间，若继续收到无线有效信号，则不进行中转判定监听，反之则进行中转判定监听，开启中转判定监听后数据接收将延时150ms并依次增加，所述中转判定监听仅适用语音呼叫以及非确认数据呼叫业务且对讲终端的射频性能需满足转发标准。
一种自组网无线通信方法，其特征在于，具体包括：
S10:对讲终端G0在一个自组网基站的覆盖区，所述对讲终端G0通过无线方式向所述一个自组网基站发射带有终端标识信息的信号，所述一个自组网基站为所述对讲终端G0分配同频率内相邻的两个空闲时隙S1和S2，所述对讲终端G0通过时隙S1发射语音组呼信号；
S20:所述一个自组网基站通过时隙S1接收所述语音组呼信号，所述一个自组网基站通过所述信号处理模块对收到的所述语音组呼信号进行解析，当所述语音组呼信号的频率与所述一个自组网基站的设定频率相匹配时，所述一个自组网基站通过时隙S2将经过处理的语音组呼信号发送至对讲终端G1，G1为所述一个自组网基站覆盖范围内的另一对讲终端；
S30:当所述对讲终端G1接收到所述处理后的语音组呼信号时，所述对讲终端G1通过所述一个自组网基站向所述对讲终端G0发射延时信号，所述对讲终端G0向所述一个自组网基站发射带有申请两个连续空闲时隙标识和带有终端标识码的信号；
S40:所述一个自组网基站为所述对讲终端G0分配同一频率内相邻的两个空闲时隙S1和S2，所述对讲终端G1在两个空闲时隙中的一个时隙继续接收无线信号，在两个连续空闲时隙中的另一个时隙转发所述处理后的语音组呼信号。当所述对讲终端G1处于非所述一个自组网基站的覆盖区时，所述对讲终端G1通过同频中转功能转发无线信号或切换信道后通过同频中转功能转发无线信号，即对讲终端G1处于没有自组网基站覆盖的区域时，所述对讲终端G1通过同频中转功能转发无线信号；当对讲终端G1处于另一个自组网基站覆盖的区域时，可切换信道后通过同频中转功能转发无线信号。
在本实施例中，信号扩展方法的示例如图4所示，设语音呼叫终端为第0代终端，记为G0，以此类推：G1、G2、G3、G4等等，对讲终端均设有频率为Fa的信道CHa，频率为Fb的信道CHb，且拥有双时隙S1与S2，当所有对讲终端均开启自组网功能时：(1)、对讲终端开始轮询监听信道CHa与CHb；(2)、G0按下PTT键，发起语音组呼，默认在CHa的S1发送；(3)、G1监听到CHa-S1的有效信号后，在CHb-S2上转发；(4)、G2监听到CHb-S2的有效信号后，在CHb-S1上转发；(5)、G3监听到CHb-S1的有效信号后，在CHa-S2上转发；(6)、G4监听到CHa-S2的有效信号后，在CHa-S1上转发；(7)、之后的G5、G6...Gn则与上述(1)至(6)流程相同。
应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自组网无线对讲系统，其特征在于，包括：若干个自组网基站、若干个对讲终端和控制调度平台；
每一个自组网基站包括无线通信模块、电源管理模块和信号处理模块；所述无线通信模块用于所述每一个自组网基站与所述若干个对讲终端之间进行通信；所述电源管理模块用于为各模块提供所需电压并对耗电量进行统计，所述信号处理模块用于接收其它自组网基站和对讲终端发来的信号，并对所述信号进行滤波放大、整形补偿和数据处理；
所述信号处理模块采用时分多址TDMA技术实现同频双时隙中继模式的无线组网，且兼容PDT/DMR标准协议；一个自组网基站的信号处理模块与另一个自组网基站的信号处理模块无线连接；
每一个对讲终端包括具有自组网功能的窄带对讲终端；所述控制调度平台用于处理所管辖基站区内用户登记、呼叫建立和控制管理，所述控制调度平台与所述若干个自组网基站通过无线链路连接通信；
其中，所述每一个对讲终端基于TDMA多址方式工作，所述每一个对讲终端的当前工作信道与相邻信道的信道间隔为12.5KHZ；
所述每一个对讲终端周期性地监听自己当前的工作信道与相邻信道，所述每一个对讲终端在收到某个信道发送的有效信号后开启中转判定监听，对所述有效信号进行判定处理后结束中转判定监听；
所述有效信号包括语音头帧和语音负载帧，当接收到所述语音头帧时为语音正常接入，则所述某个对讲终端开启中转判定监听并在当前工作信道继续停留两个时隙时间，再转到所述相邻信道监听一个TDMA时隙周期，然后结束中转判定监听；当接收到所述语音负载帧时为语音后接入，则所述某个对讲终端开启中转判定监听并在当前工作信道继续停留一个语音超帧时间，然后还原出语音头帧，再对所述当前工作信道和所述相邻信道进行轮询监听，最后结束中转判定监听。
2.根据权利要求1所述的自组网无线对讲系统，其特征在于，所述无线通信模块包括高频接收模块、高频发送模块、低频接收模块、低频发送模块和双工器，所述无线通信模块和所述信号处理模块相连接。
3.根据权利要求1所述的自组网无线对讲系统，其特征在于，所述电源管理模块包括供电设备、电能计量装置和存储模块，所述电能计量装置与所述存储模块相连接，所述电能计量装置设置在所述供电设备上。
4.根据权利要求1所述的自组网无线对讲系统，其特征在于，开启中转判定监听到结束中转判定监听期间，若继续收到无线有效信号，则不进行中转判定监听，反之则进行中转判定监听。
5.根据权利要求1所述的自组网无线对讲系统，其特征在于，开启中转判定监听后数据接收将延时150ms并依次增加，所述中转判定监听仅适用语音呼叫以及非确认数据呼叫业务且对讲终端的射频性能需满足转发标准。
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