CN112968723A - 对讲系统及其通讯方法、中转台及终端 - Google Patents

Abstract

对讲系统及其通讯方法，包括至少两个终端，一个中转台；终端和中转台之间通讯采用TDMA方式；且在单频点上两个时隙的功能约定。中转台和终端接收外部发来的约定时隙功能指令；中转台接收约定时隙功能指令，并使中转台和终端工作在约定时隙功能的模式下；终端和中转台约定单频点上的一个时隙用于终端发送，中转台接收；单频点上的另一个时隙用于终端接收，中转台发送；终端和中转台之间采用约定的时隙进行信号的接收和发送。通过固定时隙的方式使任一终端发出的信号，都必须经由中转台中转完成转发，确保由中转台转发的信号场强更稳定且均匀地分布，从而使各个终端接收到的通讯信号质量更佳。

Description

对讲系统及其通讯方法、中转台及终端

技术领域

本发明涉及数字对讲技术领域，具体涉及固定异时隙数字单频中转方法、系统、中转台和终端。

背景技术

现有技术的DMR(Digital Mobile Radio）数字移动通讯无线电系统中，TDMA（Timedivision multiple access，时分多址）方式使用的是两个时隙，即单个载波频点分为两个时隙，每个时隙是30毫秒。

现有技术采用DMR的部分数字对讲系统中，为了保证接收和发射都能同时正常工作，通常会采用双工器进行发射和接收信号的隔离；因此数字通讯系统的工作频率范围会受限于双工器的工作频率范围。且双工器也增加了系统的硬件成本。

现有技术中的DMR中还有采用TDMA方式进行通讯，这些数字对讲系统工作在单频模式下，在该模式下，通常采用收发同时隙的方式进行，不会限制约定同一频率下的两个时隙的作用，因此在信号接收时候会采用先到先占用时隙的机制。

在部分情况下，当对讲系统中的终端和终端之间能互相通讯且在没有约定时隙分别用于收发的情况下，由于信号接收时候会采用先到先占用时隙的机制，接收终端通常会先接收到来自发射终端的通讯信号，从而无法接收到经由中转台转发来的有一定延时的来自发射终端的信号。即在单频工作模式下，终端在一个时隙接收了任一终端的同步信号后，就失去了接收另一个时隙的中转台转发来的同步信号的机会。

实际应用中需要设置中转台的情况下，通常各个终端一定是随机移动，各终端之间的相对距离是变化的；当两个终端的实际距离较近，信号场强足够时，通讯效果能有保证。当两个终端的实际距离较远时，而且终端之间能直接通讯时，接收终端接收到来自相距较远的发射终端的通讯信号，信号场强通常相对中转台转发的信号较弱，往往通讯效果会不太理想；而经由中转台转发后的信号到达接收终端的时间通常会晚于从发射终端直接发送到接收终端的信号，因此接收终端就无法获取信号场强较强的中转信号。而此时若能接收经由中转台转发的发射终端发出的发射信号，往往会使通讯效果更好，更能确保系统中各个终端都能收到更均质稳定的通讯信号。因此需要考虑一种能解决上述问题的一种更稳妥的通讯机制。

本申请中，约定DMR的TDMA方式中两个时隙在对讲系统中的作用，通过固定时隙的方式来解决上述技术问题，使任一终端发出的信号，都必须经由中转台中转完成转发，确保转发的信号场强更稳定且均匀地分布，从而使各个终端接收到的通讯信号质量更佳。中转台由于本身设计用于信号中转，其中转后发出的信号，相对终端直接发送到另一终端的信号，中转信号的场强分布更稳定，因此在通讯质量上也更有保障。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术方案的不足，而提出了一种对讲系统，采用约定的固定时隙进行通讯，确保接收终端都采用中转台转发来的场强分布更稳定和均匀的信号，从而保证良好的通讯效果。

本发明解决上述问题的技术方案是一种对讲系统包括，至少两个终端，一个中转台；终端和中转台之间通讯采用TDMA方式；且在单频点上两个时隙的功能约定；约定一个时隙用于终端发送，中转台接收；约定另一个时隙用于终端接收，中转台发送。

各个终端之间的通讯经由中转台完成；任意终端通过约定的时隙发送信号至中转台，在该约定的时隙内中转台接收信号；中转台在另一时隙中发送信号至对讲系统中的所有终端，所有终端在该另一时隙中接收信号。

终端和中转台之间通讯的频段包括UHF频段和VHF频段。

本发明解决上述问题的技术方案还可以是一种用于对讲系统的通讯方法，包括以下步骤，中转台接收外部发来的约定时隙功能指令；中转台接收约定时隙功能指令，并使中转台工作在约定时隙功能的模式下；终端接收外部发来的约定时隙功能指令；终端接收约定时隙功能指令，并使终端工作在约定时隙功能的模式下；终端和中转台之间通讯采用TDMA方式；上述约定时隙功能的指令，使终端和中转台约定单频点上的一个时隙用于终端发送，中转台接收；单频点上的另一个时隙用于终端接收，中转台发送；终端和中转台之间采用约定的时隙进行信号的接收和发送。

各个终端之间的通讯经由中转台完成；包括终端发送信号的步骤，在该步骤中任意终端通过约定的时隙发送信号至中转台，在该约定的时隙内中转台接收信号；还包括中转台转发信号的步骤，在该步骤中，中转台在另一时隙中转发信号至对讲系统中的所有终端，所有终端在该另一时隙中接收信号。

终端和中转台之间通讯的频段包括UHF频段和VHF频段。

中转台接收约定时隙功能指令是中转台接收信道参数配置指令的一部分；终端接收约定时隙功能指令是终端接收信道参数配置指令的一部分。

约定时隙功能指令中包括接收时隙配置信息和发射时隙配置信息；终端存储接收时隙配置信息和发射时隙配置信息；终端在上电后读接收时隙配置信息和发射时隙配置信息；终端在每次进入接收模式之前，进行终端的接收时隙配置；终端在每次进入发送模式之前，进行终端的发送时隙配置。

本发明解决上述问题的技术方案还可以是一种用于对讲系统的中转台，中转台用于外部多个终端之间的通讯信号中转；中转台采用TDMA方式与外部的多个终端进行通讯；中转台与外部多个终端通讯时，在单频点上约定一个时隙用于中转台接收，接收来自外部终端的信号；在单频点上约定另一个时隙用于中转台向多个外部终端发送信号。

本发明解决上述问题的技术方案还可以是一种用于对讲系统的终端，终端用于发送信号和接收外部信号；终端采用TDMA方式和外部的中转台通讯；终端与外部中转台通讯时，在单频点上约定一个时隙用于终端向外部中转台发送信号；约定另一个时隙用于终端接收外部中转台发来的信号。

同现有技术相比较，本申请的有益效果是：约定DMR的TDMA方式中两个时隙在对讲系统中的作用，通过固定时隙的方式使任一终端发出的信号，都必须经由中转台中转完成转发，确保由中转台转发的信号场强更稳定地分布，从而使各个终端接收到的通讯信号质量更佳。中转台由于本身设计用于信号中转，其中转后发出的信号，相对终端直接发送到另一终端的信号，中转信号的场强分布更稳定，因此在通讯质量上也更有保障。

附图说明

图1是对讲系统的优选实施例一的示意框图；

图2是现有技术中对讲系统的示意框图；

图3是优选实施例中终端和中转台转发信号的过程示意图；

图4是终端分时隙收发信号的流程示意框图。

具体实施方式

以下结合各附图对本申请内容做进一步详述。

如图1所示的对讲系统的优选实施例中，包括至少两个终端，一个中转台；终端和中转台之间通讯采用TDMA方式；且在单频点上两个时隙的功能约定；约定一个时隙用于终端发送，中转台接收；约定另一个时隙用于终端接收，中转台发送。各个终端之间的通讯经由中转台完成；任意终端通过约定的时隙发送信号至中转台，在该约定的时隙内中转台接收信号；中转台在另一时隙中发送信号至对讲系统中的所有终端，所有终端在该另一时隙中接收信号。采用固定收/发异时隙的方法，将系统内终端和单频中转台的收发时隙分别固定，使得系统内的终端都必须通过数字单频中转台转发才能互通，实现了固定异时隙数字单频中转通信系统。

如图1所示，一种用于对讲系统的中转台，用于外部多个终端之间的通讯信号中转；中转台采用TDMA方式与外部的多个终端进行通讯；中转台与外部多个终端通讯时，在单频点上约定一个时隙用于中转台接收，接收来自外部终端的信号；在单频点上约定另一个时隙用于中转台向多个外部终端发送信号。

如图1所示，一种用于对讲系统的终端，终端用于发送信号和接收外部信号；终端采用TDMA方式和外部的中转台通讯；终端与外部中转台通讯时，在单频点上约定一个时隙用于终端向外部中转台发送信号；约定另一个时隙用于终端接收外部中转台发来的信号。

将终端和数字单频中转台的收发时隙分开设置，以实现终端和数字单频中转台的收/发异时隙设置。在对讲系统内，通过限制终端只能接收由中转台转发的时隙信号，从而避免系统内部分终端相距在信号强度临界位置，直接接收到发射终端的弱信号，收不到中转台发过来的强信号。

如图 1 所示的实施例中，对讲系统内的终端A发起呼叫业务，终端A在时隙1发射，中转台R1在时隙1接收信号，经过计算和判断，确定为系统内终端的合法业务，在下一信号周期的时隙2转发由终端A发起的呼叫业务。由于系统内终端的接收时隙设置为固定时隙2，其它终端如终端B和C，只能接收由中转台发过来的时隙2的信号。与现有单频中转系统相比，系统内所有终端都需要通过数字单频中转台的中转才能互通。

在一些附图中未显示的实施例中，终端和中转台之间通讯的频段包括UHF频段VHF频段。

在一些附图中未显示的用于对讲系统的通讯方法实施例中，包括以下步骤，外部的控制中心或服务器或设置装置向中转台发送约定时隙功能的指令；中转台接收指令，并使中转台工作在约定时隙功能的模式下；外部的控制中心或服务器或设置装置向终端发送约定时隙功能的指令；终端接收指令，并使终端工作在约定时隙功能的模式下；终端和中转台之间通讯采用TDMA方式；上述约定时隙功能的指令，使终端和中转台约定单频点上的一个时隙用于终端发送，中转台接收；单频点上的另一个时隙用于终端接收，中转台发送；终端和中转台之间采用约定的时隙进行信号的接收和发送。

在一些附图中未显示的用于对讲系统的通讯方法实施例中，各个终端之间的通讯经由中转台完成；包括终端发送信号的步骤，在该步骤中任意终端通过约定的时隙发送信号至中转台，在该约定的时隙内中转台接收信号；还包括中转台转发信号的步骤，在该步骤中，中转台在另一时隙中转发信号至对讲系统中的所有终端，所有终端在该另一时隙中接收信号。

本申请所述 DMR(Digital Mobile Radio）即数字移动通讯无线电系统中，TDMA（Time division multiple access即时分多址）方式使用的是两个时隙，即单个载波频点分为两个时隙，每个时隙是30毫秒。单频中转台利用单频直通模式下，时分双工的工作模式来做中转工作。因此，其它DMR终端（含手台和车台，本申请中统称终端）在这个直通信道下进行通话业务时，可由单频中转台用一个时隙用来接收此通话业务，然后在另外一个时隙转发此业务；这样就扩展了系统通话的距离，从而实现了单频中转的功能，省去了双工器降低了成本，且通讯频率范围也不会受限于双工器，在单个频点上能同时进行接收和发送，完成了了双向数据交换，节约了频率资源。

如图2所示一个现有技术中的对讲系统的示意框图所示，其中的单频中转台虽然能实现单频中转的功能，但终端工作在单频直通模式。终端在单频直通模式下，终端不需要中继台就可以直接通讯；发射可设置为时隙1或者时隙2，接收不分时隙，既可以接收时隙1的信号，也可以接收时隙2的信号。同一系统下终端不仅能接收中转台的信号，还能接收其它终端发射的信号。如图2所示，在使用的过程中，移动终端距离中转台的距离是变动的，部分终端之间信号强度处于临界位置时，接收终端会先收到发射终端的弱信号，而收不到单频中转台发过来的强信号，造成接收信号不稳定，客户体验不佳的问题。

另一些附图中未呈现的情况下，在同一单频中转台信号覆盖范围内，通常终端是跟随人或车辆移动的，终端之间的距离是变化的，该距离会随机性增加或缩短，且通常终端的无线通讯覆盖距离通常会小于中转台所能覆盖的无线通讯距离。当部分终端和其他终端之间的距离超越了终端无线通讯覆盖距离时，终端和终端之间的通讯是不稳定的，容易丢失数据；而通常在对讲系统中，由于需要保持各终端在不同的情况下，能尽量统一无差别地接收到应该接收到的信号；在同一单频中转台信号覆盖范围内，部分终端能接收到信号，另一部分终端接收不到信号，这在通信系统中是比较糟糕的用户体验。

本申请中所提供的对讲系统和通讯方法，在TDMA通讯的两个时隙中，固定异时隙分别用于信号的接收和发送；在该对讲系统内，终端只能通过单频中转台才可以互通。解决了现有技术中部分终端先接收到发射终端的弱信号而接收不到单频中转台的强信号问题；以及同一单频中转台信号覆盖范围内，部分终端能接收到信号，另一部分终端接收不到信号的问题。

由于设置了收/发固定异时隙，系统内所有终端均只接收中转台转发的信号，保证了系统内终端接收信号的稳定性，有效拓展了高质量通讯的距离。实现了与异频双工系统同等的中转效果。而同时相比于异频双工系统，本发明的提供的固定异时隙数字单频中转台便携轻便，便于移动，节省了一个频点和双工器，节约了客户的频率占用成本和设备成本，同时可以免受双工器的带宽限制而灵活设置频点，降低了客户采购备货双工器的难度和产品的流通成本。

表1

如表1所示，将对讲系统内的终端设置为收发固定异时隙，终端发射TX为时隙1，终端接收RX为时隙2；数字单频中转台的发射TX为时隙2，接收RX为时隙1，表1中打钩为选中的意思，斜杠的意思是未选中的意思。即在时隙1终端发射，中转台接收，中转台在时隙1接收到信号后利用与接收时隙1对应的时隙2中进行信号处理，处理后在下一信号周期中的时隙2中转台发射，终端在下一周期中的时隙2接收信号。

通过固定对讲系统内终端的收、发时隙为异时隙，即发射信号固定在时隙1（或者时隙2），接收信号固定在时隙2（或者时隙1）。如设定所有终端在时隙1发射信号，时隙2接收信号，那么接收终端即使在时隙1时段内接收到发射终端发过来的时隙1信号，接收终端也不会接收该信号，而是等待在约定好的接收时隙即时隙2接收单频中转台发过来时隙2的通讯信号。虽然上述通讯中，接收终端不能在第一信号周期中接收信号，会有至少一个信号周期的延时，但在通讯可靠性要求高的场合，这样毫秒级的延时是值得的。

如图3所示，终端和中转台转发信号的过程示意图中，包括了发射终端、中转台和接收终端的时隙示意图。图中可见，发射终端在时隙1即S1发送了信号，在该时隙中，中转台收到了信息，接收终端本来也会在该时隙中收到了信号，但由于接收终端约定了时隙1是发送时隙，因此不会在该时隙进行信号接收，因此只有中转台会接收该信号；在中转台接收到信号后，会在约定好的中转台发送时隙即时隙2也就是S2时隙中转发收到信号，而接收终端会在该时隙即时隙2也就是S2时隙中接收到发射终端在时隙1所发送的信号。由于中转台进行接收和中转也会需要时间，因此接收终端会在下一信号周期的时隙2收到信号。

在一些附图中未显示的实施例中，中转台接收约定时隙功能指令是中转台接收信道参数配置指令的一部分；终端接收约定时隙功能指令是终端接收信道参数配置指令的一部分。设置或约定终端或中转台的收发时隙，是在对终端信道参数设置时一起完成；在设置信道参数时，可以增加时隙设置项，实现接收时隙和发射时隙的配置。终端或中转台会存储时隙设置信息，在之后每次上电启动时读取时隙设置信息，并根据时隙设置信息进行信号收发。读取时隙设置信息可以和读取信道参数配置信息时完成。

如图4所示，在实际应用中，终端通过按下PTT等事件启动发射时，按该指定配置进行发射;当终端的PTT松开等发射结束事件触发时，发射尾帧，关闭发射功放。同时，再一次获取时隙设置信息中的接收时隙信息，开启接收电路，进入接收模式。

为了提高中转台可靠性和监控功能，保证系统内所有终端的有效呼叫都需要由中转台转发实现。中转台在接收到信号时，会先判断接收到的时隙是否是在约定的接收时隙中收到的信号，若是则进行信号接收和后处理；在接收到信号后，会配置中转台的发射参数，包括中转台约定好的发射时隙；并在相应的发射时隙中转发接收到的信号，直至信息转发完毕。

在一些附图中未显示的实施例中，当中转台检测到DMR头帧或者超帧、短消息帧的任意一种数据帧，会启动时隙中断，配置发射参数，开始转发头帧；紧接着提前发起超帧请求，将转发时间延时控制在<90MS时间内，从而提高转发效率，减少转发延时；转发数据是在另一空闲异时隙中完成，如接收在上一周期的接收时隙SLOT1，就通过下一空闲周期的接收时隙SLOT2进行转发。

本申请的对讲系统及其通讯方法，包括至少两个终端，一个中转台；终端和中转台之间通讯采用TDMA方式；且在单频点上两个时隙的功能约定。中转台和终端接收外部发来的约定时隙功能指令；中转台接收约定时隙功能指令，并使中转台和终端工作在约定时隙功能的模式下；终端和中转台约定单频点上的一个时隙用于终端发送，中转台接收；单频点上的另一个时隙用于终端接收，中转台发送；终端和中转台之间采用约定的时隙进行信号的接收和发送。通过固定时隙的方式使任一终端发出的信号，都必须经由中转台中转完成转发，确保由中转台转发的信号场强更稳定且均匀地分布，从而使各个终端接收到的通讯信号质量更佳。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种对讲系统，其特征在于包括，

至少两个终端，一个中转台；

终端和中转台之间通讯采用TDMA方式；

且在单频点上两个时隙的功能约定；

约定一个时隙用于终端发送，中转台接收；

约定另一个时隙用于终端接收，中转台发送。

2.根据权利要求1所述对讲系统，其特征在于，

各个终端之间的通讯经由中转台完成；

任意终端通过约定的时隙发送信号至中转台，在该约定的时隙内中转台接收信号；中转台在另一时隙中发送信号至对讲系统中的所有终端，所有终端在该另一时隙中接收信号。

3.根据权利要求1所述对讲系统，其特征在于，

终端和中转台之间通讯的频段包括UHF频段和VHF频段。

4.一种用于对讲系统的通讯方法，其特征在于包括以下步骤，

中转台接收外部发来的约定时隙功能指令；中转台接收约定时隙功能指令，并使中转台工作在约定时隙功能的模式下；

终端接收外部发来的约定时隙功能指令；终端接收约定时隙功能指令，并使终端工作在约定时隙功能的模式下；

终端和中转台之间通讯采用TDMA方式；

上述约定时隙功能的指令，使终端和中转台约定单频点上的一个时隙用于终端发送，中转台接收；单频点上的另一个时隙用于终端接收，中转台发送；

终端和中转台之间采用约定的时隙进行信号的接收和发送。

5.根据权利要求1所述用于对讲系统的通讯方法，其特征在于，

各个终端之间的通讯经由中转台完成；

包括终端发送信号的步骤，在该步骤中任意终端通过约定的时隙发送信号至中转台，在该约定的时隙内中转台接收信号；

还包括中转台转发信号的步骤，在该步骤中，中转台在另一时隙中转发信号至对讲系统中的所有终端，所有终端在该另一时隙中接收信号。

6.根据权利要求1所述用于对讲系统的通讯方法，其特征在于，

终端和中转台之间通讯的频段包括UHF频段和VHF频段。

7.根据权利要求1所述用于对讲系统的通讯方法，其特征在于，

中转台接收约定时隙功能指令是中转台接收信道参数配置指令的一部分；

终端接收约定时隙功能指令是终端接收信道参数配置指令的一部分。

8.根据权利要求7所述用于对讲系统的通讯方法，其特征在于，

约定时隙功能指令中包括接收时隙配置信息和发射时隙配置信息；

终端存储接收时隙配置信息和发射时隙配置信息；

终端在上电后读接收时隙配置信息和发射时隙配置信息；

终端在每次进入接收模式之前，进行终端的接收时隙配置；

终端在每次进入发送模式之前，进行终端的发送时隙配置。

9.一种用于对讲系统的中转台，其特征在于，

中转台用于外部多个终端之间的通讯信号中转；

中转台采用TDMA方式与外部的多个终端进行通讯；

中转台与外部多个终端通讯时，

在单频点上约定一个时隙用于中转台接收，接收来自外部终端的信号；

在单频点上约定另一个时隙用于中转台向多个外部终端发送信号。

10.一种用于对讲系统的终端，其特征在于，

终端用于发送信号和接收外部信号；

终端采用TDMA方式和外部的中转台通讯；

终端与外部中转台通讯时，

在单频点上约定一个时隙用于终端向外部中转台发送信号；

约定另一个时隙用于终端接收外部中转台发来的信号。

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