CN117082649A - 一种基于5g技术的数据传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应急通信技术领域，具体为一种基于5G技术的数据传输系统及方法，包括：连接检测模块、设备采信模块、方向矢模块、编解码模块和应急通知模块，连接检测模块用于应急信号的接收，并找出孤立基站，设备采信模块用于选择采信设备，方向矢模块用于在指定方向上建立Zigbee连接，与孤立基站取得联系，编解码模块用于传递高速数字信息，并在另一端翻译这些信息，应急通知模块用于发送应急信息，并传递回应信息，本发明采用定向转发的方式，解决了传统5G信号传输对基站的依赖问题，能够在发生紧急事件时，使5G基站在信号被切断后仍然能够和外界保持联系，保障了居民的生命和财产安全。

Description

一种基于5G技术的数据传输系统及方法

技术领域

本发明涉及应急通信技术领域，具体为一种基于5G技术的数据传输系统及方法。

背景技术

随着5G技术的发展，乡镇应急平台内的广播基站也由4G基站升级为5G基站，虽然5G基站有着更高的信号传输速度，但5G基站覆盖范围相比4G基站更小，高频的5G信号也更容易受到环境因素的影响，在发生紧急情况时，一些乡镇级应急平台内的5G基站就有可能因为自然灾害和信号干扰等原因中断与外界的联系，导致应急信号无法传输到这些乡镇，上级指挥中心也无法得知乡镇内居民的实际情况，使得这些乡镇居民的生命和财产安全处于危险之中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于5G技术的数据传输系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于5G技术的数据传输系统，包括：连接检测模块、设备采信模块、方向矢模块、编解码模块和应急通知模块；

连接检测模块用于应急信号的接收，并检测相邻基站的连接情况，找出孤立基站；

设备采信模块用于获取基站范围内支持Zigbee协议的设备，通过定位系统在指定方向上选择多个设备作为采信设备；

方向矢模块用于在设备间建立Zigbee连接，并在指定方向上连接下一台设备，直到与孤立基站建立连接；

编解码模块用于在基站端通过控制链路的开闭，传递高速数字信息，并在另一端翻译这些信息；

应急通知模块用于对孤立基站所在范围内的群众发送应急信息，并将回应信息传回上级指挥中心。

进一步的，连接检测模块包括：应急接收单元和心跳信号单元；

应急接收单元用于接收上级指挥中心发来的应急信息；

心跳信号单元用于判断当前基站与相邻基站的连接情况，找到孤立基站。

进一步的，设备采信模块包括位置分析单元和授信单元；

位置分析单元用于根据当前基站和孤立基站的位置，在信息传播方向上找出所有支持Zigbee协议的设备，所述设备包括：5G手机、物联家居和车载物联设备；

授信单元用于选择多台符合条件的设备作为初始授信设备，向其发送连接指令。

进一步的，方向矢模块包括设备寻找单元、信号强度分析单元和节点添加单元；

设备寻找单元用于初始授信设备呼叫新设备，并设置方向矢；

信号强度分析单元用于在呼叫到新设备后，根据多台授信设备的信号强度分析新设备的位置；

节点添加单元用于判断新设备是否位于方向矢上，若是，则将其添加为新的授信设备，将原先的授信设备中，距离孤立基站最远的设备添加为节点设备，若不是，则重新呼叫新设备，直到建立与孤立基站的连接。

进一步的，编解码模块包括编码单元和解码单元；

编码单元用于将应急信息转化为数字信号，通过控制链路的开闭，传递高速数字信息；

解码单元用于分析链路的开闭情况，读取其中的数字信号，并解码为应急信息。

进一步的，应急通知模块包括广播单元和回信单元；

广播单元用于在孤立基站接收到应急信息后，向范围内的群众广播应急信息；

回信单元用于接收乡镇应急中心传来的回信，通过原链路将信号传递给上级应急中心。

一种基于5G技术的数据传输方法，包括以下步骤：

S100.基站在接收到应急信号后，确认自身与相邻基站的连接，在基站地图上把与信号网络失联的基站标记为孤立基站；

S200.距离孤立基站最近的正常基站在通信范围内找到所有支持Zigbee协议的设备，再根据当前基站的位置与孤立基站的位置确定应急信号的传递方向，在信号的传递方向上标记至少2台授信设备，并确定呼叫的方向矢；

S300.授信设备在方向矢的范围内呼叫新设备，根据新设备与授信设备间信号的强度来判断新设备所处的位置，根据位置新设备进行筛选，将其中一台新设备更新为新的授信设备，并设置其方向矢；同时，在原先的授信设备中，把距离孤立基站最远的设备添加为链路节点，并取消其授信设备的标记；重复该步骤，直到呼叫到一台能够与孤立基站相连接的设备为止；

S400.激活所有的链路节点，构成一条当前基站到孤立基站的链接通路，将应急信息编码为数字信号，通过控制初始基站的信号开关向孤立基站传递数字信息；

S500.接收端对数字信息进行解码，还原出应急信息，将应急信息向孤立基站内的所有设备进行广播，并通过原链路将孤立基站内的信号传递给上级应急中心。

进一步的，步骤S100包括：

步骤S101.基站接收到上级应急中心发来的应急信号后，向相邻基站发送测试信号，相邻基站接收到测试信号后，向来源发送回复信号；

步骤S102.对所有测试信号均未作出回复的基站判定为孤立基站。

进一步的，步骤S200包括：

步骤S201.根据基站地图与卫星定位系统，将距离孤立基站最近的一台正常基站作为信号传递基站，在地图上标记出信号传递基站与孤立基站间的矢量，方向信号由传递基站指向孤立基站，称为信号传递矢量；

步骤S202.信号传递基站在信号覆盖范围内找到所有支持Zigbee协议的设备，所述设备包括：5G手机、物联家居和车载物联设备；

步骤S203.以信号传递基站为原点，信号传递矢量为横轴，垂直于信号传递矢量方向为纵轴，建立直角坐标系，获取每台设备的坐标，将其中横坐标最大的n台设备标记为授信设备，所述n为正整数，且n≥2；

步骤S204.确定方向矢，所述方向矢为一个以信号传递矢量的方向为中心线，开口角度为r的扇形区域，所述r为预设值，且0<r<π；

由于天线在有限方向范围内发射信号时，信号强度高于向四周发射信号，本步骤有助于提高设备的呼叫距离。

进一步的，步骤S300包括：

步骤S301.所有授信设备在方向矢的范围内呼叫新设备，一台授信设备发现新设备后，获取其链接地址，其他授信设备也同时向该地址发出呼叫；若在呼叫范围内找不到新设备，则转到步骤S304；

步骤S302.至少有两台授信设备连接上新设备时，根据各授信设备连接信号的强度，选择其中连接信号最强的两台设备，按以下方法判断新设备的位置：

第一台授信设备A的坐标记为（X1,Y1），第二台授信设备B的坐标记为（X2,Y2），且满足X1<X2，将第一台授信设备与新设备间的信号强度记为T1，第二台授信设备与新设备间的信号强度记为T2，按以下公式计算新设备C的坐标（X3,Y3）：

其中，θ表示角ACB的角度，atan2(Y,X)为反正切函数，运算方式等价于数学运算中的arctan函数，用于计算给定两边的比率时的弧度角，g为信号衰减常数，表示信号强度随距离的衰减系数，g为常数且g>0；

步骤S303.判断新设备的横坐标X3的大小，若X3>X1且X3>X2，则将新设备标记为新的授信设备，并将设备A添加为链路节点，不再参与呼叫，否则，转到步骤S301，忽略新设备C后重新进行呼叫；

步骤S304.若呼叫不到新设备，则回退一个流程，重新激活上一个流程中的链路节点，并放弃上一个流程中标记的新设备，忽略该新设备后重新进行呼叫；若上一个流程中已经不存在能够被激活的链路节点，则代表没有足够的设备用于通信，向上级指挥中心发出连接失败的信号；

步骤S305.在获得新的授信设备C后，设置设备C的方向矢：

以设备B方向矢的中心线位置为水平线，按以下公式计算设备C方向矢的中心线与水平线的夹角a：

将设备C的方向矢设置为一个开口角度为r，中心线方向与设备B的中心线方向夹角为a的扇形区域；

步骤S306.重复上述步骤，直到呼叫到一台能够与孤立基站相连接的设备为止，代表信号传递基站可以通过链路节点间的通信与孤立基站建立连接，将所有连接通路上所有授信设备转化为链路节点。

进一步的，步骤S400包括：

步骤S401.激活所有的链路节点，使作为链路节点的设备均以恒定最大功率与下一个节点的设备建立连接，所述信号传递基站控制初始链路节点的信号发送开关；

步骤S402.将应急信息编码为数字信号，信号传递基站通过控制信号发送开关的方式向孤立基站发送信息，信号开关打开作为数字信号“1”，信号开关关闭作为数字信号“0”；

该步骤可以将所有链路节点作为一个整体来传递信息，避免了从一个链路节点到另一个链路节点的信号转发时延，解决了Zigbee技术不能用于传输复杂信号的问题。

进一步的，步骤S500包括：

步骤S501.孤立基站接收到数字信号后，将信号进行解码，还原出应急信息；

步骤S502.孤立基站向覆盖范围内的所有设备广播应急信息，并将信息报告给乡镇应急中心；

步骤S503.乡镇应急中心作出回复信息，将回复信息按步骤S400的方法发送到信号传递基站，信号传递基站再将回复信息上传到上级应急指挥中心。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1.本发明能够在接到紧急情况的通知时自动判断基站的连接情况，迅速定位孤立基站，以基站范围内的移动设备和物联设备作为中继媒介，运用Zigbee技术，把这些设备组合成一条传输通路，与孤立基站进行通信；解决了由于自然灾害和信号干扰等原因，使一些乡镇的5G基站处于信息孤立的问题，保障了乡镇居民对应急事件的处理能力。

2.本发明能够利用已知设备的信号强度来判断未知设备的相对方向，缩小了信号的范围，增强了范围内信号的强度，使应急信号能够按照正确的方向矢向受灾乡镇进行传播，确保了信号传播的指向性，保证应急信号能够从外界持续、稳定地向信息孤立地区进行传播；

3.本发明能够通过控制信号的有无来传输数字信息，缩短了多台设备连接时的信号延迟，解决了Zigbee技术不能用于传输复杂信号的问题，孤立基站在接收到信号后，还能够将村内的高清视频等复杂信息按原传输通路传递到外界，相比于传统救灾车、大喇叭等通知方式，本发明的通信过程更加快捷，使得乡镇应急中心及时收到应急信息，上级指挥中心也能够在第一时间了解乡镇情况，保护了乡镇居民的生命和财产安全。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于5G技术的数据传输系统的结构示意图；

图2是本发明一种基于5G技术的数据传输方法的步骤示意图；

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。

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于5G技术的数据传输系统，包括：连接检测模块、设备采信模块、方向矢模块、编解码模块和应急通知模块；

连接检测模块用于应急信号的接收，并检测相邻基站的连接情况，找出孤立基站；

连接检测模块包括：应急接收单元和心跳信号单元；

应急接收单元用于接收上级指挥中心发来的应急信息；

心跳信号单元用于判断当前基站与相邻基站的连接情况，找到孤立基站。

设备采信模块用于获取基站范围内支持Zigbee协议的设备，通过定位系统在指定方向上选择多个设备作为采信设备；

设备采信模块包括位置分析单元和授信单元；

位置分析单元用于根据当前基站和孤立基站的位置，在信息传播方向上找出所有支持Zigbee协议的设备，所述设备包括：5G手机、物联家居和车载物联设备；

授信单元用于选择多台符合条件的设备作为初始授信设备，向其发送连接指令。

方向矢模块用于在设备间建立Zigbee连接，并在指定方向上连接下一台设备，直到与孤立基站建立连接；

方向矢模块包括设备寻找单元、信号强度分析单元和节点添加单元；

设备寻找单元用于初始授信设备呼叫新设备，并设置方向矢；

信号强度分析单元用于在呼叫到新设备后，根据多台授信设备的信号强度分析新设备的位置；

节点添加单元用于判断新设备是否位于方向矢上，若是，则将其添加为新的授信设备，将原先的授信设备中，距离孤立基站最远的设备添加为节点设备，若不是，则重新呼叫新设备，直到建立与孤立基站的连接。

编解码模块用于在基站端通过控制链路的开闭，传递高速数字信息，并在另一端翻译这些信息；

编解码模块包括编码单元和解码单元；

编码单元用于将应急信息转化为数字信号，通过控制链路的开闭，传递高速数字信息；

解码单元用于分析链路的开闭情况，读取其中的数字信号，并解码为应急信息。

应急通知模块用于对孤立基站所在范围内的群众发送应急信息，并将回应信息传回上级指挥中心。

应急通知模块包括广播单元和回信单元；

广播单元用于在孤立基站接收到应急信息后，向范围内的群众广播应急信息；

回信单元用于接收乡镇应急中心传来的回信，通过原链路将信号传递给上级应急中心。

如图2所示，一种基于5G技术的数据传输方法，包括以下步骤：

S100.基站接收到应急信号后，确认与相邻基站的连接，与信号网络失联的基站判断为孤立基站；

步骤S100包括：

步骤S101.基站接收到上级应急中心发来的应急信号后，向相邻基站发送测试信号，相邻基站接收到测试信号后，向来源发送回复信号；

步骤S102.对所有测试信号均未作出回复的基站判定为孤立基站。

S200.基站在通信范围内找到所有支持Zigbee协议的设备，再根据当前基站的位置与孤立基站的位置确定应急信号的传递方向，在信号的传递方向上标记至少2台授信设备，并确定呼叫的方向矢步骤S200包括：

步骤S201.根据基站地图与卫星定位系统，将距离孤立基站最近的一台正常基站作为信号传递基站，在地图上标记出信号传递基站与孤立基站间的矢量，称为信号传递矢量；

步骤S202.信号传递基站在信号覆盖范围内找到所有支持Zigbee协议的设备，所述设备包括：5G手机、物联家居和车载物联设备；

步骤S203.以信号传递基站为原点，信号传递矢量为横轴，垂直于信号传递矢量方向为纵轴，建立直角坐标系，获取每台设备的坐标，将其中横坐标最大的n台设备标记为授信设备，所述n为正整数，且n≥2；

步骤S204.确定方向矢，所述方向矢为一个以信号传递矢量的方向为中心线，开口角度为r的扇形区域，所述r为预设值，且0<r<π；

由于天线在有限方向范围内发射信号时，信号强度高于向四周发射信号，本步骤有助于提高设备的呼叫距离。

S300.授信设备在方向矢的范围内呼叫新设备，根据新设备与授信设备间信号的强度来判断新设备所处的位置，根据位置新设备进行筛选，将其中一台新设备更新为新的授信设备，并设置其方向矢；同时，在原先的授信设备中，把距离孤立基站最远的设备添加为链路节点，并取消其授信设备的标记；重复该步骤，直到呼叫到一台能够与孤立基站相连接的设备为止；

步骤S300包括：

步骤S301.所有授信设备在方向矢的范围内呼叫新设备，一台授信设备发现新设备后，获取其链接地址，其他授信设备也同时向该地址发出呼叫；若在呼叫范围内找不到新设备，则转到步骤S304；

步骤S302.至少有两台授信设备连接上新设备时，根据各授信设备连接信号的强度，选择其中连接信号最强的两台设备，按以下方法判断新设备的位置：

第一台授信设备A的坐标记为（X1,Y1），第二台授信设备B的坐标记为（X2,Y2），且满足X1<X2，将第一台授信设备与新设备间的信号强度记为T1，第二台授信设备与新设备间的信号强度记为T2，按以下公式计算新设备C的坐标（X3,Y3）：

其中，θ表示角ACB的角度，atan2(Y,X)为反正切函数，运算方式等价于数学运算中的arctan函数，用于计算给定两边的比率时的弧度角，g为信号衰减常数，表示信号强度随距离的衰减系数，g为常数且g>0；

步骤S303.判断新设备的横坐标X3的大小，若X3>X1且X3>X2，则将新设备标记为新的授信设备，并将设备A添加为链路节点，不再参与呼叫，否则，转到步骤S301，忽略新设备C后重新进行呼叫；

步骤S304.若呼叫不到新设备，则回退一个流程，重新激活上一个流程中的链路节点，并放弃上一个流程中标记的新设备，忽略该新设备后重新进行呼叫；若上一个流程中已经不存在能够被激活的链路节点，则代表没有足够的设备用于通信，向上级指挥中心发出连接失败的信号；

步骤S305.在获得新的授信设备C后，设置设备C的方向矢：

以设备B方向矢的中心线位置为水平线，按以下公式计算设备C方向矢的中心线与水平线的夹角a：

将设备C的方向矢设置为一个开口角度为r，中心线方向与设备B的中心线方向夹角为a的扇形区域；

步骤S306.重复上述步骤，直到呼叫到一台能够与孤立基站相连接的设备为止，代表信号传递基站可以通过链路节点间的通信与孤立基站建立连接，将所有连接通路上所有授信设备转化为链路节点。

S400.激活所有的链路节点，构成一条当前基站到孤立基站的链接通路，将应急信息编码为数字信号，通过控制初始基站的信号开关向孤立基站传递数字信息；

步骤S400包括：

步骤S401.激活所有的链路节点，使作为链路节点的设备均以恒定最大功率与下一个节点的设备建立连接，所述信号传递基站控制初始链路节点的信号发送开关；

步骤S402.将应急信息编码为数字信号，信号传递基站通过控制信号发送开关的方式向孤立基站发送信息，信号开关打开作为数字信号“1”，信号开关关闭作为数字信号“0”；

该步骤可以将所有链路节点作为一个整体来传递信息，避免了从一个链路节点到另一个链路节点的信号转发时延，解决了Zigbee技术不能用于传输复杂信号的问题。

S500.接收端对数字信息进行解码，还原出应急信息，将应急信息向孤立基站内的所有设备进行广播，并通过原链路将孤立基站内的信号传递给上级应急中心。

步骤S500包括：

步骤S501.孤立基站接收到数字信号后，将信号进行解码，还原出应急信息；

步骤S502.孤立基站向覆盖范围内的所有设备广播应急信息，并将信息报告给乡镇应急中心；

步骤S503.乡镇应急中心作出回复信息，将回复信息按步骤S400的方法发送到信号传递基站，信号传递基站再将回复信息上传到上级应急指挥中心。

实施例：基站网络接收到应急信号后，对网络进行信号自检，检测到基站S与基站网络的连接断开，属于孤立基站，系统将距离孤立基站S最近的基站P标记为信号传递基站，在地图上标记出基站P到基站S的信号传递矢量。

基站P在信号覆盖范围内找到所有支持Zigbee协议的设备，将其中两台设备标记为授信设备，分别为设备A和设备B，以基站为原点，信号传递矢量为横轴，建立直角坐标系，以米为单位，得到两台设备的坐标分别为（200,50）和（250,100），方向矢为一个以横轴为中心线，角度r=π/4的扇形区域。

设备A和设备B在方向矢的范围内呼叫新设备，设备B首先发现新设备C，并记录下设备C的地址，设备A根据地址与设备C建立联系，设备C与设备A的信号强度为-50dBm，与设备B的信号强度为-40dBm，根据Zigbee信号的衰减系数，A与C之间的距离为176m，B与C之间的距离为141m，则设备C的坐标为（400,250）。

将设备C标记为新的授信设备，设备A转换为链路节点，设置设备C的方向矢，计算得到角度a为π/4，则C的方向矢为中心线与横轴夹角为π/4，开口角度为r的扇形区域，重复上述步骤，得到新设备D的坐标为（600,100），设备D已经能够与孤立基站S相连接，则将设备B与设备C也转换为链路节点，构成一条通路，通路上链路节点均以恒定最大功率与下一个节点的设备建立连接。

基站P控制设备A信号的开关，将应急信号转换为数字信号，通过开关信号的方式将应急信号传递给孤立基站S，孤立基站S对信号范围内的所有设备进行应急广播，并通过控制设备D的信号开关，将回应信息传递给基站P，基站P再将回应信息通过基站间通信网络发送到上级应急中心。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于5G技术的数据传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100.基站在接收到应急信号后，确认自身与相邻基站的连接，在基站地图上把与信号网络失联的基站标记为孤立基站；

S200.距离孤立基站最近的正常基站在通信范围内找到所有支持Zigbee协议的设备，再根据当前基站的位置与孤立基站的位置确定应急信号的传递方向，在信号的传递方向上标记至少2台授信设备，并确定呼叫的方向矢；

S300.授信设备在方向矢的范围内呼叫新设备，根据新设备与授信设备间信号的强度来判断新设备所处的位置，根据位置新设备进行筛选，将其中一台新设备更新为新的授信设备，并设置其方向矢；同时，在原先的授信设备中，把距离孤立基站最远的设备添加为链路节点，并取消其授信设备的标记；重复该步骤，直到呼叫到一台能够与孤立基站相连接的设备为止；

S400.激活所有的链路节点，构成一条当前基站到孤立基站的链接通路，将应急信息编码为数字信号，通过控制初始基站的信号开关向孤立基站传递数字信息；

S500.接收端对数字信息进行解码，还原出应急信息，将应急信息向孤立基站内的所有设备进行广播，并通过原链路将孤立基站内的信号传递给上级应急中心。

2.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的数据传输方法，其特征在于：

步骤S100包括：

步骤S101.基站接收到上级应急中心发来的应急信号后，向相邻基站发送测试信号，相邻基站接收到测试信号后，向来源发送回复信号；

步骤S102.对所有测试信号均未作出回复的基站判定为孤立基站；

步骤S200包括：

步骤S201.根据基站地图与卫星定位系统，将距离孤立基站最近的一台正常基站作为信号传递基站，在地图上标记出信号传递基站与孤立基站间的矢量，称为信号传递矢量；

步骤S202.信号传递基站在信号覆盖范围内找到所有支持Zigbee协议的设备，所述设备包括：5G手机、物联家居和车载物联设备；

步骤S203.以信号传递基站为原点，信号传递矢量为横轴，垂直于信号传递矢量方向为纵轴，建立直角坐标系，获取每台设备的坐标，将其中横坐标最大的n台设备标记为授信设备，所述n为正整数，且n≥2；

步骤S204.确定方向矢，所述方向矢为一个以信号传递矢量的方向为中心线，开口角度为r的扇形区域，所述r为预设值，且0<r<π。

3.根据权利要求2所述的一种基于5G技术的数据传输方法，其特征在于：

步骤S300包括：

步骤S301.所有授信设备在方向矢的范围内呼叫新设备，一台授信设备发现新设备后，获取其链接地址，其他授信设备也同时向该地址发出呼叫；若在呼叫范围内找不到新设备，则转到步骤S304；

步骤S302.至少有两台授信设备连接上新设备时，根据各授信设备连接信号的强度，选择其中连接信号最强的两台设备，按以下方法判断新设备的位置：

第一台授信设备A的坐标记为（X1,Y1），第二台授信设备B的坐标记为（X2,Y2），且满足X1<X2，将第一台授信设备与新设备间的信号强度记为T1，第二台授信设备与新设备间的信号强度记为T2，按以下公式计算新设备C的坐标（X3,Y3）：

其中，θ表示角ACB的角度，atan2(Y,X)为反正切函数，运算方式等价于数学运算中的arctan函数，用于计算给定两边的比率时的弧度角，g为信号衰减常数，表示信号强度随距离的衰减系数，g为常数且g>0；

步骤S303.判断新设备的横坐标X3的大小，若X3>X1且X3>X2，则将新设备标记为新的授信设备，并将设备A添加为链路节点，不再参与呼叫，否则，转到步骤S301，忽略新设备C后重新进行呼叫；

步骤S304.若呼叫不到新设备，则回退一个流程，重新激活上一个流程中的链路节点，并放弃上一个流程中标记的新设备，忽略该新设备后重新进行呼叫；若上一个流程中已经不存在能够被激活的链路节点，则代表没有足够的设备用于通信，向上级指挥中心发出连接失败的信号；

步骤S305.在获得新的授信设备C后，设置设备C的方向矢：

以设备B方向矢的中心线位置为水平线，按以下公式计算设备C方向矢的中心线与水平线的夹角a：

将设备C的方向矢设置为一个开口角度为r，中心线方向与设备B的中心线方向夹角为a的扇形区域；

步骤S306.重复上述步骤，直到呼叫到一台能够与孤立基站相连接的设备为止，代表信号传递基站可以通过链路节点间的通信与孤立基站建立连接，将所有连接通路上所有授信设备转化为链路节点。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种基于5G技术的数据传输方法，其特征在于：

步骤S400包括：

步骤S401.激活所有的链路节点，使作为链路节点的设备均以恒定最大功率与下一个节点的设备建立连接，所述信号传递基站控制初始链路节点的信号发送开关；

步骤S402.将应急信息编码为数字信号，信号传递基站通过控制信号发送开关的方式向孤立基站发送信息，信号开关打开作为数字信号“1”，信号开关关闭作为数字信号“0”。

5.根据权利要求4所述的一种基于5G技术的数据传输方法，其特征在于：

步骤S500包括：

步骤S501.孤立基站接收到数字信号后，将信号进行解码，还原出应急信息；

步骤S502.孤立基站向覆盖范围内的所有设备广播应急信息，并将信息报告给乡镇应急中心；

步骤S503.乡镇应急中心作出回复信息，将回复信息按步骤S400的方法发送到信号传递基站，信号传递基站再将回复信息上传到上级应急指挥中心。

6.一种基于5G技术的数据传输系统，其特征在于，所述系统包括以下模块：连接检测模块、设备采信模块、方向矢模块、编解码模块和应急通知模块；

连接检测模块用于应急信号的接收，并检测相邻基站的连接情况，找出孤立基站；

设备采信模块用于获取基站范围内支持Zigbee协议的设备，通过定位系统在指定方向上选择多个设备作为采信设备；

方向矢模块用于在设备间建立Zigbee连接，并在指定方向上连接下一台设备，直到与孤立基站建立连接；

编解码模块用于在基站端通过控制链路的开闭，传递高速数字信息，并在另一端翻译这些信息；

应急通知模块用于对孤立基站所在范围内的群众发送应急信息，并将回应信息传回上级指挥中心。

7.根据权利要求6所述的一种基于5G技术的数据传输系统，其特征在于：

连接检测模块包括：应急接收单元和心跳信号单元；

应急接收单元用于接收上级指挥中心发来的应急信息；

心跳信号单元用于判断当前基站与相邻基站的连接情况，找到孤立基站；

设备采信模块包括位置分析单元和授信单元；

位置分析单元用于根据当前基站和孤立基站的位置，在信息传播方向上找出所有支持Zigbee协议的设备，所述设备包括：5G手机、物联家居和车载物联设备；

授信单元用于选择多台符合条件的设备作为初始授信设备，向其发送连接指令。

8.根据权利要求7所述的一种基于5G技术的数据传输系统，其特征在于：

方向矢模块包括设备寻找单元、信号强度分析单元和节点添加单元；

设备寻找单元用于初始授信设备呼叫新设备，并设置方向矢；

信号强度分析单元用于在呼叫到新设备后，根据多台授信设备的信号强度分析新设备的位置；

节点添加单元用于判断新设备是否位于方向矢上，若是，则将其添加为新的授信设备，将原先的授信设备中，距离孤立基站最远的设备添加为节点设备，若不是，则重新呼叫新设备，直到建立与孤立基站的连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于5G技术的数据传输系统，其特征在于：

编解码模块包括编码单元和解码单元；

编码单元用于将应急信息转化为数字信号，通过控制链路的开闭，传递高速数字信息；

解码单元用于分析链路的开闭情况，读取其中的数字信号，并解码为应急信息。

10.根据权利要求9所述的一种基于5G技术的数据传输系统，其特征在于：

应急通知模块包括广播单元和回信单元；

广播单元用于在孤立基站接收到应急信息后，向范围内的群众广播应急信息；

回信单元用于接收乡镇应急中心传来的回信，通过原链路将信号传递给上级应急中心。