CN113765539A - 一种自适应跳频方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应跳频方法及计算机可读存储介质。本发明的主设备(如无线遥控器)在自适应跳频控制中发出信道探测信号，并暂时或临时作为其他通信系统中主设备的“从设备”，检测信道占用情况，并选择最有利的信道指令从设备进行跳频通信。本发明的自适应跳频方法，实现手段简单高效。

Description

一种自适应跳频方法及计算机可读存储介质
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种自适应跳频方法及计算机可读存储介质。
背景技术
2.4G频段是全球开放的免许可工业频段，尤其适于近距离通信。由于2.4G频带较窄且使用者较多，容易产生来自使用相同通信技术的其他设备以及相同频带中使用其他通信技术的设备的潜在干扰，严重影响通信质量，甚至互相毁掉双方通信。例如，蓝牙技术在与Wi-Fi和采用IEEE 802.15.4标准的技术相同的2.4GHz ISM频带中运行。
因此在2.4G频段上通常采用跳频技术进行通信，使用分布在2.4GHz频带上的一系列频繁变化的不同信道进行通信，从而显着降低发生冲突的可能性。
自适应跳频是指除了常规跳频信所必须具备的功能外，增加频率自适应控制和功率自适应控制。目前主流的自适应跳频控制都是基于自动信道质量分析和功率自适应控制相结合的技术，其实现相对复杂。
发明内容
本发明的目的正是为了解决主流自适应跳频实现复杂的技术问题，提出了一种简单有效的自适应跳频方法。
本发明提供了一种自适应跳频方法，适用于一个主设备和一个从设备，所述主设备包括主控芯片和收发芯片；
所述自适应跳频方法主要包括以下步骤：
步骤S1、上电，主控芯片确定主设备工作模式；
步骤S2、主控芯片初始化收发芯片，并将收发芯片依次设定工作在信道1；
步骤S3、主控芯片控制收发芯片以初始工作频率对n个信道进行广播，以探测该n个信道上是否存在同频接收设备，将n个探测结果保存在主控芯片的内存中；其中，n为整数；
在步骤S3中，如果n个信道中某一或多个信道与主设备没有连接建立，则认定该一个或多个信道为“干净的信道”，并执行：
步骤S4、主控芯片自动确定主设备工作模式，通过信道1通知从设备跳转到某“干净的信道”；
步骤S5、主控制芯片在数据收发过程中实时统计丢包率，如果丢包率达到一定值的时候，重复步骤S3和S4，从而实现自适应跳频；
在步骤S3中，如果n个信道全部与主设备有连接建立，则执行：
步骤S6、主控芯片自动确定从设备工作模式，依次探测n个信道的实时信号强度，并将探测结果记录在主控芯片内存中；
步骤S7、主控芯片自动确定主设备工作模式，根据S6步中保存在内存中的信息，选取“相对干净的信道”，并通过信道1通知从设备跳转到该“相对干净的信道”；
步骤S8、主控制芯片在数据收发过程中实时统计丢包率，如果丢包率达到一定值的时候重复步骤S3、S4、S5、S6和S7，从而实现自适应跳频。
本发明还提供了另一种自适应跳频方法，适用于一个主设备和m个从设备，所述主设备包括主控芯片和收发芯片；其中m≥1；
所述自适应跳频方法主要包括以下步骤：
步骤S1、上电，主控芯片确定主设备工作模式；
步骤S2、主控芯片初始化收发芯片，并将收发芯片依次设定工作在信道1至m；
步骤S3、主控芯片控制收发芯片以初始工作频率对m的整数倍个信道进行广播，以探测该m的整数倍个信道上是否存在同频接收设备，并将m的整数倍个探测结果保存在主控芯片的内存中；
步骤S4、主控芯片自动确定从设备工作模式，然后依次探测m的整数倍个信道的实时信号强度，并将探测结果记录在主控芯片内存中；
步骤S5、主控芯片自动确定主设备工作模式，根据S4步骤中保存在内存中的信息，选取m个“干净或相对干净的信道”，并通过信道1至m通知各从设备跳转到“干净或相对干净的信道”；
步骤S6、主控制芯片在数据收发过程中实时统计丢包率，如果丢包率达到一定值的时候，重复步骤S3、S4和S5，从而实现自适应跳频。
作为优选，m的整数倍替换为大于m的整数。
进一步地，上述方法中的主控芯片通过自身引脚选择主设备工作模式或从设备工作模式。
进一步地，上述方法中的主控芯片与收发芯片通过三线SPI口连接，主控芯片通过三线SPI初始化收发芯片。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述方法中的步骤。
本发明的主设备(如无线遥控器)在自适应跳频控制中发出信道探测信号，并暂时或临时作为其他通信系统中主设备的“从设备”，检测信道占用情况，并选择最有利的信道指令从设备进行跳频通信。本发明的自适应跳频方法，实现手段简单高效，对其他通信系统的干扰也非常小，通信互不影响。
附图说明
图1是本发明实施例中自适应跳频系统的结构原理图；
图2是本发明实施例一自适应跳频方法的流程图；
图3是本发明实施例二自适应跳频方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
本发明的实施例基于无线遥控器(主设备)和终端(从设备)组成的自适应跳频系统进行详述。如图1所示，无线遥控器包括主控芯片(MCU，如HK32F030MF4P6)和收发芯片(如XN297LBW)，主控芯片与收发芯片通过三线SPI(Serial Peripheral Interface)口连接。
实施例一
本发明的一种自适应跳频方法，适用于一个遥控器和一个终端。
参见附图2，具体包括以下步骤：
步骤S1、上电，主控芯片确定为主设备工作模式。
主控芯片(MCU)可以通过自身引脚来选择主设备工作模式(作为信号发送端)、从设备工作模式(作为信号接收端)。
本发明的特点之一，就是无线遥控器在自适应跳频控制中暂时或临时作为其他通信系统中主设备的“从设备”。并且无线遥控器的工作状态是由自身内部计算机程序自动切换的。
步骤S2、主控芯片通过三线SPI初始化收发芯片，并将收发芯片设定工作在信道1。
步骤S3、主控芯片控制收发芯片以初始工作频率对n个信道进行广播，以探测该n个信道上是否存在同频接收设备，将n个探测结果保存在主控芯片的内存中。n为整数，本实施例中优选为20。
如果n个信道中某信道与无线遥控器(主设备)有连接建立，即存在功率传输，则证明该信道上存在同频接收设备(可以称之为“伪从设备”)。
在上述步骤S3中，如果n个信道中某一或多个信道与无线遥控器(主设备)没有连接建立，即不存在功率传输，则认定该一个或多个信道为“干净的信道”，则执行
步骤S4、主控芯片通过信道1通知从设备跳转到某“干净的信道”，并在内存中保存当前信道信息。
步骤S5、主控制芯片在数据收发过程中实时统计丢包率，如果丢包率达到一定值的时候重复步骤S3和S4，从而实现自适应跳频。
在上述步骤S3中，如果n个信道全部都与无线遥控器(主设备)有连接建立，则执行：
步骤S6、主控芯片自动确定收发芯片为从设备工作模式(信号接收端)，然后依次探测n个信道的实时信号强度(传输功率)，并将探测结果记录在主控芯片(MCU)内存中。
无线遥控器暂时作为信号接收端，对主控芯片内存中记录的存在功率传输的信道进行信号强度(传输功率)测试。信号强度大则证明对应信道的其他通信系统中的同频干扰大。主控芯片根据信号强度将n个信道进行排序，并将结果记录在内存中。
步骤S7、主控芯片自动确定收发芯片为主设备工作模式，根据S6步中保存在内存中的信息，选取“相对干净的信道”，并通过信道1通知从设备跳转到该“相对干净的信道”。并在内存中保存当前信道信息。
步骤S8、主控制芯片在数据收发过程中实时统计丢包率，如果丢包率达到一定值的时候重复步骤S3、S4、S5、S6和S7，从而实现自适应跳频。
实施例二
本发明的一种自适应跳频方法，适用于一个遥控器和多个(m≥1)终端。
参见附图3，包括以下步骤：
步骤S1、上电，主控芯片确定遥控器为主设备工作模式。
步骤S2、主控芯片通过三线SPI初始化收发芯片，并将收发芯片依次设定工作在信道1至m。
步骤S3、主控芯片控制收发芯片以初始工作频率对m的整数倍个信道进行广播，以探测该m的整数倍个信道上是否存在同频接收设备，并将m的整数倍个探测结果保存在主控芯片的内存中。整数倍根据频带宽度合理确定。
如果m的整数倍个信道中某信道与无线遥控器(主设备)有连接建立，即存在功率传输，则证明该信道上存在同频接收设备(可以称之为“伪从设备”)。
步骤S4、主控芯片自动确定遥控器为从设备工作模式(信号接收端)，然后依次探测m的整数倍个信道的实时信号强度，并将探测结果记录在主控芯片(MCU)内存中。
无线遥控器暂时作为信号接收端，对主控芯片内存中记录的存在功率传输的信道进行信号强度(传输功率)测试。信号强度大则证明其他通信系统中的同频干扰大。主控芯片根据信号强度将m的整数倍个信道进行排序，并将结果记录在内存中。
步骤S5、主控芯片自动确定遥控器为主设备工作模式，根据S4步骤中保存在内存中的信息，选取m个“干净或相对干净的信道”，并通过信道1至m通知各从设备跳转到对应的信道。并在内存中保存当前信道信息。
步骤S6、主控制芯片在数据收发过程中实时统计丢包率，如果丢包率达到一定值的时候重复步骤S3、S4和S5，从而实现自适应跳频。
实施例二中“m的整数倍”，在具体实施时，也可以设定为合理的、大于m的任意整数。
本发明上述实施例一、实施例二中所述方法的各步骤，可以采用计算机程序的方式存储在计算机可读存储介质中，由计算机设备(处理器、计算芯片等)读取并执行。计算机可读存储介质包括RAM、ROM、硬盘、U盘等可以存储程序代码的介质。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自适应跳频方法，适用于一个主设备和一个从设备，所述主设备包括主控芯片和收发芯片；
其特征在于，
所述自适应跳频方法主要包括以下步骤：
步骤S1、上电，主控芯片确定主设备工作模式；
步骤S2、主控芯片初始化收发芯片，并将收发芯片依次设定工作在信道1；
步骤S3、主控芯片控制收发芯片以初始工作频率对n个信道进行广播，以探测该n个信道上是否存在同频接收设备，将n个探测结果保存在主控芯片的内存中；其中，n为整数；
在步骤S3中，如果n个信道中某一或多个信道与主设备没有连接建立，则认定该一个或多个信道为“干净的信道”，并执行：
步骤S4、主控芯片自动确定主设备工作模式，通过信道1通知从设备跳转到一个“干净的信道”；
步骤S5、主控制芯片在数据收发过程中实时统计丢包率，丢包率达到一定值时，则重复步骤S3和S4；
在步骤S3中，如果n个信道全部与主设备有连接建立，则执行：
步骤S6、主控芯片自动确定从设备工作模式，依次探测n个信道的实时信号强度，并将探测结果记录在主控芯片内存中；
步骤S7、主控芯片自动确定主设备工作模式，根据S6步中保存在内存中的信息，选取“相对干净的信道”，并通过信道1通知从设备跳转到该“相对干净的信道”；
步骤S8、主控制芯片在数据收发过程中实时统计丢包率，丢包率达到一定值的时候，重复步骤S3、S4、S5、S6和S7。
2.一种自适应跳频方法，适用于一个主设备和m个从设备，所述主设备包括主控芯片和收发芯片；其中m≥1；
其特征在于，
所述自适应跳频方法主要包括以下步骤：
步骤S1、上电，主控芯片确定主设备工作模式；
步骤S2、主控芯片初始化收发芯片，并将收发芯片依次设定工作在信道1至m；
步骤S3、主控芯片控制收发芯片以初始工作频率对m的整数倍个信道进行广播，以探测该m的整数倍个信道上是否存在同频接收设备，并将m的整数倍个探测结果保存在主控芯片的内存中；
步骤S4、主控芯片自动确定从设备工作模式，然后依次探测m的整数倍个信道的实时信号强度，并将探测结果记录在主控芯片内存中；
步骤S5、主控芯片自动确定主设备工作模式，根据S4步骤中保存在内存中的信息，选取m个“干净或相对干净的信道”，并通过信道1至m通知各从设备跳转到“干净或相对干净的信道”；
步骤S6、主控制芯片在数据收发过程中实时统计丢包率，如果丢包率达到一定值的时候，重复步骤S3、S4和S5。
3.根据权利要求1或2所述的自适应跳频方法，其特征在于，
所述主控芯片通过自身引脚选择主设备工作模式或从设备工作模式。
4.根据权利要求1或2所述的自适应跳频方法，其特征在于，
所述主控芯片与收发芯片通过三线SPI口连接，主控芯片通过三线SPI初始化收发芯片。
5.根据权利要求2所述的自适应跳频方法，其特征在于，
m的整数倍，替换为大于m的整数。
6.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于，
所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的方法中的步骤。
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