CN113543265A - 一种tdma无线自组网业务快速中继系统及方法 - Google Patents

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CN113543265A CN202010290367.7A CN202010290367A CN113543265A CN 113543265 A CN113543265 A CN 113543265A CN 202010290367 A CN202010290367 A CN 202010290367A CN 113543265 A CN113543265 A CN 113543265A
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蒋乐
赖宏
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Abstract

本发明为一种TDMA无线自组网业务快速中继系统及方法，系统包括：中转台、移动台、第一快速中继信令生成器、第二快速中继信令生成器和快速中继信令解析器。方法包括：确认TDMA时基和超帧结构；移动台生成移动台快速中继突发帧并发射；中转台接收并部分解析移动台快速中继突发帧；中转台根据解析结果进行判断是否进行转发。本发明的优点是：采用移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧替换原来的突发帧，使得中转台能够在不完整接收整个突发帧的情况下判断该突发帧是否需要进行转发，从传统方案的先接收再解析变为先接收部分再在接收剩下部分的同时进行解析，提高时间利用率，进而缩短了中继转发的延时，实现了快速中继。

Description

一种TDMA无线自组网业务快速中继系统及方法
技术领域
本发明涉及无线领域，尤其涉及一种TDMA无线自组网业务快速中继系统及方法。
背景技术
DMR/PDT是目前使用广泛的数字专业无线通信系统标准.在某些特殊场合，例如野外、山洞、隧道和地下室等往往没有基站信号或不易架设基站，这时候自组网技术可以在仅使用移动台设备的条件下，通过移动台之间的组网来扩大通信距离，解决远距离通信问题。
在进行远距离传输时，需要进行多次自组网跳转，每次跳转都会对数据的传输产生一定的延时，跳转次数太多，会致延时指标不可接受，在DMR/PDT标准中，空中无线传输标准是1帧60ms有2个时隙(各30ms)的TDMA传输方式，转发最短传输延时是90ms(30ms接收时间另加运算处理时间)。在15跳时，异频传输延时则达60ms*15＝900ms，同频传输延时则达90ms*15＝1350ms，这对通话体验影响很大。
发明内容
本发明主要解决了传统TDMA无线自组网方案中数据传输延时大的问题，提供了一种通过对突发帧进行不完全解析仅获取传输地址信息，免去了完全突发帧的解析时间，使得中转台能够在一个时隙内完成接收和运算处理并在相邻时隙进行转发的TDMA无线自组网业务快速中继系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种TDMA无线自组网业务快速中继系统，包括：
中转台，相邻中转台之间相互通信；
移动台，与特定中转台相互通信；
第一快速中继信令生成器，设置在移动台中，用于生成移动台快速中继突发帧；
第二快速中继信令生成器，设置在中转台中，用于生成中转台快速中继突发帧；
快速中继信令解析器，设置在中转台中，用于解析移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧。
移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧使得中转台不需要完整的接收整个空口信令就能够决策是否在相邻时隙立即发射，减小了数据转发的延时。
作为上述方案的一种优选方案，所述中转台中还设有用于存储网络信息的存储器，所述网络信息包括该中转台上级和下级的中转台地址及该中转台上级方向和下级方向的中转网络深度。
作为上述方案的一种优选方案，所述中转台和移动台采用相同的TDMA时基和超帧结构。
对应的，本发明还提供一种TDMA无线自组网业务快速中继方法，采用上述系统实现，包括以下步骤：
S1：所述移动台和中转台确认TDMA时基和超帧结构；
S2：所述移动台生成移动台快速中继突发帧并发射；
S3：所述中转台接收并部分解析移动台快速中继突发帧；
S4：所述中转台根据解析结果进行判断是否进行转发，若是，则生成中转台快速中继突发帧并在收到快速中继信令的时隙的下一个时隙进行转发；若否，则完全解析移动台快速中继突发帧或中转台快速中继突发帧。
移动台和中转台采用相同的TDMA时基和超帧结构，在工作时按超帧结构的时隙进行跳频接收，在快速中继时，采用结构相似的移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧替换原来的突发帧，使得中转台能够在不完整接收整个突发帧的情况下判断该突发帧是否需要进行转发，从传统方案的先接收再解析变为先接收部分再在接收剩下部分的同时进行解析，提高时间利用率，进而缩短了中继转发的延时，实现了快速中继。
作为上述方案的一种优选方案，步骤S2中，所述移动台在发射快速中继突发帧时，先检测信道是否空闲，若信道忙，则延迟发射；若信道空闲，则选择最近时隙进行发射。移动台在信道空闲时选择最近时隙进行发射，缩短了移动台与中转台之间数据传输的延时。
作为上述方案的一种优选方案，所述移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧结构相同，均包括第一载荷段、第一地址段、同步或嵌入信令域、第二地址段和第二载荷段。传统的突发帧结构为第一载荷段、第一数据类型段、同步或嵌入信令域、第二数据类型端和第二载荷段，移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧与传统突发帧结构相似，仍能够应用于DMR/PDT协议，且在中转台进行接收时，只需要中转台接收完第二地址段后就可以开始进行解析判断是否需要转发，无需接收完整的帧。
作为上述方案的一种优选方案，所述移动台快速中继突发帧的第一地址段和第二地址段中包含有发射方源地址和目标中转台地址；所述中转台快速中继突发帧的第一地址段和第二地址段中包含有发射方源地址、传输方向和下一个反向中转移动台中转发射的时隙位置。
作为上述方案的一种优选方案，步骤S3中，中转台进行部分解析时，对第一地址段和第二地址段进行解析。
本发明的优点是：采用移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧替换原来的突发帧，使得中转台能够在不完整接收整个突发帧的情况下判断该突发帧是否需要进行转发，从传统方案的先接收再解析变为先接收部分再在接收剩下部分的同时进行解析，提高时间利用率，进而缩短了中继转发的延时，实现了快速中继。
附图说明
图1为实施例中TDMA无线自组网业务快速中继系统的一种结构示意图。
图2为实施例中DMR/PDT协议中数据突发帧的一种结构示意图。
图3为实施例中超帧的一种结构示意图。
图4为实施例中TDMA无线自组网业务快速中继方法的一种流程示意图。
1-移动台2-中转台。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例：
本实施例一种TDMA无线自组网业务快速中继系统，如图1所示，包括12个中转台2和4个移动台1，相邻的中转台之间相互通信，移动台只与特定的中转台相互通信，中转台均使用2时隙TDMA的DMR/PDT制式通信规范，且可以支持TDMA双工工作，移动台仅参与通话，可以不支持TDMA双工工作。
在移动台中设有第一快速中继信令生成器，用于生成移动台快速中继突发帧。
在中转台中设有第二快速中继信令生成器、快速中继信令解析器和存储器，其中，第二快速中继信令生成器用于，生成中转台快速中继突发帧，快速中继信令解析器用于解析移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧，存储器用于存储网络信息，网络信息包括该中转台上级和下级的中转台地址及该中转台上级方向和下级方向的中转网络深度。
移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧，其结构与DMR/PDT协议中数据突发帧结构相似，如图2所示，DMR/PDT协议中数据突发帧包括第一载荷段、第一数据类型段、同步或嵌入信令域、第二数据类型段和第二载荷段，移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧与DMR/PDT协议中数据突发帧的不同之处在于将第一数据类型段和第二数据类型段更改为第一地址段和第二地址段，移动台快速中继突发帧的第一地址段和第二地址段中包含有发射方源地址和目标中转台地址；中转台快速中继突发帧的第一地址段和第二地址段中包含有发射方源地址、传输方向和下一个反向中转移动台中转发射的时隙位置。原DMR/PDT协议中第一数据类型段和第二数据类型段则写入到第一载荷段和第二载荷段中，这样使得中转台在R18时刻即完成了对于第一地址段和第二地址段的接收，可以开始对第一地址段和第二地址段进行解析，中转台在接收完第二地址段时距突发帧结束时刻R66还有10ms时间，中转台利用这10ms完成第一地址段和第二地址段的解析，并在下一个时隙将数据转发出去。即中转台利用30ms的时间完成了数据接收和解析，中转台每一跳的延时为30ms，相比于传统方案的90ms缩短了60ms。
在使用该系统进行数据传输时，需要先确定TDMA时基和超帧结构，超帧结构如图3所示，本实施例中，1个超帧包括32个复帧，一个复帧包括4个频点，分别记为f1、f2、f3和f4，1个TDMA帧内有2个时隙，每个时隙30ms。在f1频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为C0和C1；在f2频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为C2和C3；在f3频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为C4和C5；在f4频点上1个TDMA帧的2个时隙分别记为C6和C7。
对应的，本实施例还提供一种TDMA无线自组网业务快速中继方法，基于上述一种TDMA无线自组网业务快速中继系统实现，如图4所示，包括以下步骤：
S1：移动台和中转台确认TDMA时基和超帧结构；
S2：移动台生成移动台快速中继突发帧，在发射快速中继突发帧时，先检测信道是否空闲，若信道忙，则延迟发射；若信道空闲，则选择最近时隙进行发射；
S3：中转台接收移动台快速中继突发帧，在接收完第二地址段后立即开始对第一地址段和第二地址段进行解析，在进行解析的同时仍然保持移动台快速中继突发帧的接收；
S4：中转台根据解析结果进行判断是否进行转发，若是，则生成中转台快速中继突发帧并在收到快速中继信令的时隙的下一个时隙进行转发；若否，则完全解析移动台快速中继突发帧或中转台快速中继突发帧。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种TDMA无线自组网业务快速中继系统，其特征是：包括以下：
中转台，相邻中转台之间相互通信；
移动台，与特定中转台相互通信；
第一快速中继信令生成器，设置在移动台中，用于生成移动台快速中继突发帧；
第二快速中继信令生成器，设置在中转台中，用于生成中转台快速中继突发帧；
快速中继信令解析器，设置在中转台中，用于解析移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧。
2.一种TDMA无线自组网业务快速中继系统，其特征是：所述中转台中还设有用于存储网络信息的存储器，所述网络信息包括该中转台上级和下级的中转台地址及该中转台上级方向和下级方向的中转网络深度。
3.一种TDMA无线自组网业务快速中继系统，其特征是：所述中转台和移动台采用相同的TDMA时基和超帧结构。
4.一种TDMA无线自组网业务快速中继方法，采用权利要求1-3任一项所述的系统，其特征是：包括以下步骤：
S1：所述移动台和中转台确认TDMA时基和超帧结构；
S2：所述移动台生成移动台快速中继突发帧并发射；
S3：所述中转台接收并部分解析移动台快速中继突发帧；
S4：所述中转台根据解析结果进行判断是否进行转发，若是，则生成中转台快速中继突发帧并在收到快速中继信令的时隙的下一个时隙进行转发；若否，则完全解析移动台快速中继突发帧或中转台快速中继突发帧。
5.根据权利要求4所述的一种TDMA无线自组网业务快速中继方法，其特征是：步骤S2中，所述移动台在发射快速中继突发帧时，先检测信道是否空闲，若信道忙，则延迟发射；若信道空闲，则选择最近时隙进行发射。
6.根据权利要求4所述的一种TDMA无线自组网业务快速中继方法，其特征是：所述移动台快速中继突发帧和中转台快速中继突发帧结构相同，均包括第一载荷段、第一地址段、同步或嵌入信令域、第二地址段和第二载荷段。
7.根据权利要求6所述的一种TDMA无线自组网业务快速中继方法，其特征是：所述移动台快速中继突发帧的第一地址段和第二地址段中包含有发射方源地址和目标中转台地址；所述中转台快速中继突发帧的第一地址段和第二地址段中包含有发射方源地址、传输方向和下一个反向中转台中转发射的时隙位置。
8.根据权利要求6或7所述的一种TDMA无线自组网业务快速中继方法，其特征是：步骤S3中，中转台进行部分解析时，对第一地址段和第二地址段进行解析。
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