專利名稱：一種無線自組通信系統(tǒng)及其通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線自組通信系統(tǒng)及其通信方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化時代的不斷推進，通信手段也在向多樣化發(fā)展。但實際上，目前人們普遍采用的通信手段依然存在一些弊端。下面是目前普遍使用的幾種通信手段及它們存在的不足和缺點
(I)蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)
①依賴基礎(chǔ)設(shè)施移動終端之間需要通過固定基站才能實現(xiàn)通信，基站通過有線線路與骨干交換網(wǎng)絡(luò)相連，增加了通信成本；
②移動終端不具備路由功能，移動終端只能通過固定基站進行數(shù)據(jù)收發(fā)，使用約束較
大；
③星狀結(jié)構(gòu)，某條鏈路出現(xiàn)故障，大范圍服務(wù)將中斷，網(wǎng)絡(luò)抗毀性差；
④建設(shè)、擴展、維護成本高；
⑤移動終端靜止時數(shù)據(jù)傳輸速率可達2Mbit/s，但是移動終端高速移動時數(shù)據(jù)傳輸速率只有 144kbit/s。(2)集群通信系統(tǒng)
①與蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)類似，屬于有連接的網(wǎng)絡(luò)，依賴基礎(chǔ)設(shè)施；
②一般是專用網(wǎng)絡(luò)，以語音業(yè)務(wù)為主。(3)無線局域網(wǎng)WLAN
①移動節(jié)點配備無線網(wǎng)卡，通過AP接入點與固定網(wǎng)連接，依賴于類似基站或接入點的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施；
②對網(wǎng)絡(luò)層來說，是單跳網(wǎng)絡(luò)，不可轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；
③有限覆蓋范圍(幾百米)內(nèi)可實現(xiàn)高速通信(802.lib:1lM或802. lla:54M)，但是覆蓋范圍較為有限。(4) VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)
①覆蓋范圍最廣，但成本高、傳輸帶寬有限、傳輸延時大。(5)動中通
①依賴衛(wèi)星，在雨天或是云層厚重的時候，或者是在特殊環(huán)境及存在遮擋的地方就容易失效，出現(xiàn)通信故障；
②天線太笨重，使用和攜帶都很不便，必須安置在汽車、輪船等移動設(shè)備上；
③存在一段較長時間的尋星過程，無法快速投入應(yīng)用，很多場合的使用都受到限制。綜上所述，目前現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)大都是基于穩(wěn)定可靠的通信基礎(chǔ)設(shè)施之上的，一旦這些通信基礎(chǔ)設(shè)施遭到破壞，常規(guī)的通信手段都不再可行。而往往就是在這樣的時候，保持可靠的通信顯得尤為重要。集群通信系統(tǒng)除了依賴基礎(chǔ)設(shè)施以外，在網(wǎng)絡(luò)帶寬上也有很大限制，多使用窄帶技術(shù)，帶寬30K左右，數(shù)據(jù)傳輸速率16Kbps左右，這就使得其數(shù)據(jù)傳輸能力大大受限。因此，在一些特殊場合下，現(xiàn)有的通信手段還不能滿足通信的需求，最大的問題就是生存能力太差，容易被快速摧毀掉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不依賴基礎(chǔ)通信設(shè)施、抗毀性好、通信成本低的基于Mesh網(wǎng)絡(luò)的無線自組通信系統(tǒng)及其通信方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種無線自組通信系統(tǒng)，它由至少兩個通信終端組成，各相鄰的通信終端之間通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，通信終端包括手持語音終端、手持數(shù)據(jù)終端和車載終端之任意一種或多種的組合；
手持語音終端包括微控制器、信號接收發(fā)送電路、通話錄入單元、路由協(xié)議控制單元和GPS定位單元，通話錄入單元包括語音采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元及GPS定位單元分別與微控制器連接，語音采集模塊的輸出與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出與微控制器連接；手持語音終端以語音業(yè)務(wù)為主，具有一定的數(shù)據(jù)通信能力，本身可以用信息方式傳遞數(shù)據(jù)，單跳的數(shù)據(jù)傳輸速率可達400KBPS，同時可以根據(jù)需要將由GPS定位單元獲取的位置信息發(fā)回指揮中心或同組成員。手持數(shù)據(jù)終端包括微控制器、信號接收發(fā)送電路、通話錄入單元、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、網(wǎng)卡芯片和USB接口，通話錄入單元包括語音采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，語音采集模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與微控制器連接，信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、網(wǎng)卡芯片和USB接口分別與微控制器連接；手持數(shù)據(jù)終端在實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，有著更強的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)實現(xiàn)能力，無需借助PC機，數(shù)據(jù)終端的本身具有語音模式和數(shù)據(jù)模式兩種工作模式，語音和數(shù)據(jù)模式之間可以進行一鍵切換，使用十分方便。常態(tài)下默認為數(shù)據(jù)模式，當(dāng)接收到語音會話時， 自動彈出窗口，選擇是否切換到語音模式進行接聽；當(dāng)需要發(fā)起主叫時，只需按下切換功能鍵即可從數(shù)據(jù)模式切換到語音模式進行撥打。車載終端包括微控制器、信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、網(wǎng)卡芯片、手咪、觸摸屏和供電模塊，信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、網(wǎng)卡芯片、手咪和觸摸屏分別與微控制器連接，供電模塊的輸入與點煙器連接，供電模塊的輸出與微控制器的電源端連接。車載終端能夠?qū)崿F(xiàn)手持數(shù)據(jù)終端的所有功能，而且采用觸摸屏和手咪，操作和使用更為方便。本發(fā)明包括連接無線自組通信系統(tǒng)與外網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，所述的網(wǎng)關(guān)包括無線自組通信網(wǎng)協(xié)議控制器、中央處理器和外網(wǎng)協(xié)議控制器，無線自組通信網(wǎng)接口依次通過無線自組通信網(wǎng)協(xié)議控制器、中央處理器和外網(wǎng)協(xié)議控制器與外網(wǎng)接口連接。本發(fā)明包括設(shè)于通信終端之間的中繼器，通信終端發(fā)送機的輸出端通過中繼器與通信終端接收機的輸入端連接；所述的中繼器包括處理器、信號接收單元、信號數(shù)據(jù)復(fù)制單元、信號篩選單元、信號調(diào)整單元、信號發(fā)送單元、防雷擊浪涌單元、穩(wěn)壓單元和恒溫控制單元，信號接收單元、信號數(shù)據(jù)復(fù)制單元、信號篩選單元、信號調(diào)整單元、信號放大單元、信號發(fā)送單元、防雷擊浪涌單元、穩(wěn)壓單元和恒溫控制單元分別與處理器連接，信號調(diào)整單元包括濾波電路、信號衰減補償電路、信號糾錯電路和信號放大電路。本發(fā)明包括設(shè)于通信終端之間的中繼器，通信終端發(fā)送機的輸出端通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與第一中繼器的輸入端連接，第一中繼器的輸出端依次通過各中間中繼器與末端中繼器的輸入端連接，末端中繼器的輸出端通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與通信終端接收機的輸入端連接。本發(fā)明所述的車載終端供電模塊包括點煙器、電源切換電路、充電芯片和備用電池，點煙器的輸出與電源切換電路的輸入連接，電源切換電路的一路輸出直接與電路負載連接，另一路輸出與充電芯片的輸入連接，充電芯片的輸出與備用電池的輸入連接，備用電池的輸出與電路負載連接。一種無線自組通信系統(tǒng)的通信方法，它包括以下步驟
(1)接收指令通信終端發(fā)送機的微控制器向信號發(fā)送模塊發(fā)出“信息發(fā)送”的指令；
(2)消息發(fā)送信號發(fā)送模塊將需要發(fā)送的帶編號消息轉(zhuǎn)換為模擬射頻信號后依次經(jīng)過混頻器混頻、功率放大器放大和η型濾波器濾波后，傳輸至發(fā)送天線；
(3)消息傳輸發(fā)送天線將處理后的模擬射頻信號發(fā)送至最近過渡設(shè)備，它又包括以下步驟
A、搜索相鄰?fù)ㄐ沤K端發(fā)送天線根據(jù)目的通信終端接收機的位置信息，在通信范圍內(nèi)搜索距離最近的通信終端，并將處理后的模擬射頻信號發(fā)送至該通信終端，該通信終端接收屬于自己的消息，轉(zhuǎn)發(fā)不屬于自己分組的消息，實現(xiàn)通信終端的路由功能；
B、搜索相鄰中繼器如果在發(fā)送天線的通信范圍內(nèi)未能搜索到相鄰的通信終端，則搜索距離最近的中繼器，如果搜索到相鄰的通信終端，該中繼器繼續(xù)搜索距離最近的通信終端；同樣，如果未能搜索到相鄰的通信終端，則繼續(xù)搜索下一級中繼器，以此類推進行信號轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)中繼器的轉(zhuǎn)發(fā)功能；如果在其通信范圍內(nèi)未能搜索到中繼器，則消息傳輸結(jié)束；
(4)重復(fù)步驟(I) (3)， 直到消息被傳輸?shù)侥康耐ㄐ沤K端接收機；
(5)消息接收目的通信終端接收機的接收天線接收到模擬射頻信號，調(diào)整后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并發(fā)送至微控制器進行存儲或后續(xù)處理。本發(fā)明還包括一個通話錄入的步驟，所述的通話錄入步驟又包括以下步驟通信終端上的語音采集單元接收到語音消息后，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送至微控制器。本發(fā)明還包括一個無線自組通信系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)與外網(wǎng)進行通信的步驟。本發(fā)明還包括一個斷點重聯(lián)的步驟，無線自組通信系統(tǒng)中的任一接力節(jié)點斷開時，自動尋找最近距離的通信終端或中繼器進行彌補。本發(fā)明的有益效果是
I)無中心自組網(wǎng)中所有節(jié)點的地位都是平等的，是一個對等式網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點可以隨時加入和離開網(wǎng)絡(luò)，任一接力節(jié)點斷開時，自動尋找最近距離的通信終端或中繼器進行彌補，任何節(jié)點的故障都不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的正常運行，具有很強的抗毀性。2)自組織網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)或展開無需依賴任何預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)通信設(shè)施，節(jié)點開機后就可以快速、自動地組成一個獨立的網(wǎng)絡(luò)展開通信工作，通信效率高且建設(shè)、擴展、維護和使用的成本低。3)多跳路由當(dāng)節(jié)點要與其覆蓋范圍之外的節(jié)點進行通信時，可以通過中間節(jié)點(通信終端或中繼器)的多跳轉(zhuǎn)發(fā)即可實現(xiàn)。4)動態(tài)拓撲無線自組通信系統(tǒng)允許動態(tài)變化自己的拓撲結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)會隨著手持終端的變化而不斷的發(fā)生改變以適應(yīng)通話需要。
5)靈巧終端通信終端為便攜式手持機或車載機，攜帶和使用方便；為了節(jié)約能量，各通信終端會自動選擇最佳的工作方式，它只與最近的節(jié)點保持聯(lián)系以降低通信能耗。6)通信質(zhì)量自組網(wǎng)具有環(huán)境適應(yīng)能力強，并可與外網(wǎng)通信，獲取豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；其數(shù)據(jù)傳輸具有速率高、帶寬寬、延時小且網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣等特點。


圖1為本發(fā)明無線自組通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖2為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)組成結(jié)構(gòu)示意框圖3為本發(fā)明中繼器組成結(jié)構(gòu)示意框圖4為本發(fā)明手持語音終端組成結(jié)構(gòu)示意框圖5為本發(fā)明手持數(shù)據(jù)終端組成結(jié)構(gòu)示意框圖6為本發(fā)明車載終端組成結(jié)構(gòu)示意框圖7為本發(fā)明車載終端供電模塊 組成結(jié)構(gòu)示意框圖8為本發(fā)明通信方法流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案
如圖1所示，一種無線自組通信系統(tǒng)，它由至少兩個通信終端組成，各相鄰的通信終端之間通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，通信終端包括手持語音終端、手持數(shù)據(jù)終端和車載終端之任意一種或多種的組合。當(dāng)需要與已有的移動通信網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)通時，便需要安置網(wǎng)關(guān)設(shè)備，網(wǎng)關(guān)在兩個不同的通訊系統(tǒng)之間起到橋梁的作用，使它們能夠建立通暢的聯(lián)絡(luò)通道。如圖2所示，無線自組通信系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)與外網(wǎng)連接，所述的網(wǎng)關(guān)包括無線自組通信網(wǎng)協(xié)議控制器、中央處理器和外網(wǎng)協(xié)議控制器，無線自組通信網(wǎng)接口依次通過無線自組通信網(wǎng)協(xié)議控制器、中央處理器和外網(wǎng)協(xié)議控制器與外網(wǎng)接口連接。網(wǎng)關(guān)在工作時，首先由外網(wǎng)協(xié)議控制器對外網(wǎng)接口接收到的數(shù)據(jù)進行解碼，并將來自外網(wǎng)接口的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行輸出后傳輸至中央處理器，在解碼過程中，外網(wǎng)協(xié)議控制器還對外網(wǎng)接口傳來的數(shù)據(jù)進行循環(huán)冗余碼校驗，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。中央處理器接收到外網(wǎng)協(xié)議控制器傳來的外網(wǎng)數(shù)據(jù)后，將其轉(zhuǎn)換為符合無線自組網(wǎng)協(xié)議的數(shù)據(jù)，發(fā)送至無線自組通信網(wǎng)協(xié)議控制器，由無線自組通信網(wǎng)協(xié)議控制器將數(shù)據(jù)進行編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至無線自組通信網(wǎng)接口 ；在解碼過程中，無線自組通信網(wǎng)協(xié)議控制器還對中央處理器傳來的數(shù)據(jù)進行循環(huán)冗余碼校驗，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為了提高網(wǎng)關(guān)的可靠性，同時便于技術(shù)人員進行維修和調(diào)試，協(xié)議控制器可采用現(xiàn)場可編程門陣列電路來實現(xiàn)。在工作過程中，每當(dāng)網(wǎng)關(guān)上電，中央處理器就進行初始化操作將技術(shù)人員預(yù)先存儲的通信參數(shù)發(fā)送給協(xié)議控制器，通信參數(shù)主要包括端口地址、設(shè)備地址、刷新時間和通信頻率等；技術(shù)人員也可通過與中央處理器連接的設(shè)備對通信參數(shù)進行重新設(shè)置。當(dāng)終端多、分散廣，需要通訊的區(qū)域較大時，通信系統(tǒng)中就需要加裝中繼器，中繼器是一個大功率的接力傳輸裝置，能夠顯著地擴大自組網(wǎng)的通訊距離。
如圖3所示，無線自組通信系統(tǒng)還包括設(shè)于通信終端之間的中繼器，通信終端發(fā)送機的輸出端通過中繼器與通信終端接收機的輸入端連接；所述的中繼器包括處理器、信號接收單元、信號數(shù)據(jù)復(fù)制單元、信號篩選單元、信號調(diào)整單元、信號發(fā)送單元、防雷擊浪涌單元、穩(wěn)壓單元和恒溫控制單元，信號接收單元、信號數(shù)據(jù)復(fù)制單元、信號篩選單元、信號調(diào)整單元、信號放大單元、信號發(fā)送單元、防雷擊浪涌單元、穩(wěn)壓單元和恒溫控制單元分別與處理器連接，信號調(diào)整單元包括濾波電路、信號衰減補償電路、信號糾錯電路和信號放大電路。其中，處理器是中繼器的核心部分，完成數(shù)據(jù)主要的處理功能；信號接收單元用于接收信號數(shù)據(jù)，并對其進行AD轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)發(fā)至處理器；信號數(shù)據(jù)復(fù)制單元完成對所接收到的數(shù)據(jù)的復(fù)制，復(fù)制后的數(shù)據(jù)存儲于存儲器中；中繼器根據(jù)需要通過信號篩選單元對帶編號的信號數(shù)據(jù)進行篩選，選擇性地對終端需要的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)；由于中繼器經(jīng)常需要長期曝露在室外使用，在雷雨天氣經(jīng)常受到雷擊而造成中繼器內(nèi)部電路的過壓短路等情況，中繼器很容易受損，防雷擊浪涌單元可以有效保護中繼器在雷雨天氣下的使用安全，穩(wěn)壓單元和恒溫控制單元從內(nèi)部電路的過壓欠壓保護及溫度控制的角度保護了中繼器的內(nèi)部電路，延長了中繼器的使用壽命；信號調(diào)整單元中的濾波電路、信號衰減補償電路、信號糾錯電路和信號放大電路分別完成了信號雜波濾波、衰減補償、傳輸中的錯誤糾正及信號放大增益等功能，確保了信號通過中繼器傳輸?shù)馁|(zhì)量，改善了通信品質(zhì)。通信終端之間通過多個 中繼器進行過渡轉(zhuǎn)發(fā)時，無線自組通信系統(tǒng)包括設(shè)于通信終端之間的中繼器，通信終端發(fā)送機的輸出端通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與第一中繼器的輸入端連接，第一中繼器的輸出端依次通過各中間中繼器與末端中繼器的輸入端連接，末端中繼器的輸出端通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與通信終端接收機的輸入端連接。在實際組網(wǎng)應(yīng)用中，不是所有設(shè)備都會用到，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小以及實際應(yīng)用需求，設(shè)備的選擇和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有很大的靈活性。如圖4所示，所述的手持語音終端包括微控制器、信號接收發(fā)送電路、通話錄入單元、路由協(xié)議控制單元和GPS定位單元，通話錄入單元包括語音采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元及GPS定位單元分別與微控制器連接，語音采集模塊的輸出與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出與微控制器連接。手持語音終端以語音業(yè)務(wù)為主，具有一定的數(shù)據(jù)通信能力。手持語音終端本身可以用信息方式傳遞數(shù)據(jù)，單跳的數(shù)據(jù)傳輸速率在400Kbps，同時也可以根據(jù)要求，將自己的GPS定位位置信息發(fā)回指揮中心或者同組的成員。如圖5所示，所述的手持數(shù)據(jù)終端包括微控制器、信號接收發(fā)送電路、通話錄入單元、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、網(wǎng)卡芯片和USB接口，通話錄入單元包括語音采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，語音采集模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與微控制器連接，信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、網(wǎng)卡芯片和USB接口分別與微控制器連接。手持數(shù)據(jù)終端在實現(xiàn)語音業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實現(xiàn)功能更為強大，無需借助PC機，終端本身工作在兩種模式，可以在語音模式與數(shù)據(jù)模式之間進行一鍵切換。常態(tài)默認為數(shù)據(jù)模式，如有語音來話，會自動彈出窗口，選擇是否切換到語音模式接聽。如果要發(fā)起主叫，也只需按一個功能鍵，即可從數(shù)據(jù)模式切換到語音模式進行撥打。手持終端都有特別的能源管理軟件，能夠最大限度的節(jié)約電能，增長電池的使用壽命。
如圖6所示，所述的車載終端包括微控制器、信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、網(wǎng)卡芯片、手咪、觸摸屏和供電模塊，信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、網(wǎng)卡芯片、手咪和觸摸屏分別與微控制器連接，供電模塊的輸入與點煙器連接，供電模塊的輸出與微控制器的電源端連接。如圖7所示，車載終端供電模塊包括點煙器、電源切換電路、充電芯片和備用電池，點煙器的輸出與電源切換電路的輸入連接，電源切換電路的一路輸出直接與電路負載連接，另一路輸出與充電芯片的輸入連接，充電芯片的輸出與備用電池的輸入連接，備用電池的輸出與電路負載連接。當(dāng)車輛啟動時，終端自動開機；當(dāng)車輛熄火時，終端提示“外部供電中斷，目前處于內(nèi)部電池供電狀態(tài)，是否關(guān)機”，由操作人員選擇是否關(guān)機，如一段時間無人操作，系統(tǒng)會自動關(guān)機。另外，根據(jù)目前機場站坪存在不同類型的擺渡車，因此車載終端配置有24V轉(zhuǎn)5V和12V轉(zhuǎn)5V兩種類型的電源適配器。如圖8所示，一種無線自組通信系統(tǒng)的通信方法，它包括以下步驟
(1)接收指令通信終端發(fā)送機的微控制器向信號發(fā)送模塊發(fā)出“信息發(fā)送”的指令；
(2)消息發(fā)送信號發(fā)送模塊將需要發(fā)送的帶編號消息轉(zhuǎn)換為模擬射頻信號后依次經(jīng)過混頻器混頻、功率放大器放大和η型濾波器濾波后，傳輸至發(fā)送天線；
(3)消息傳輸發(fā)送天線將處理后的模擬射頻信號發(fā)送至最近過渡設(shè)備，它又包括以下步驟
A、搜索相鄰?fù)ㄐ沤K端發(fā)送天線根據(jù)目的通信終端接收機的位置信息，在通信范圍內(nèi)搜索距離最近的通信終端，并將處理后的模擬射頻信號發(fā)送至該通信終端，該通信終端接收屬于自己的消息，轉(zhuǎn)發(fā)不屬于自己分組的消息，實現(xiàn)通信終端的路由功能；
B、搜索相鄰中繼器如果在發(fā)送天線的通信范圍內(nèi)未能搜索到相鄰的通信終端，則搜索距離最近的中繼器，如果搜索到相鄰的通信終端，該中繼器繼續(xù)搜索距離最近的通信終端；同樣，如果未能搜索到相鄰的通信終端，則繼續(xù)搜索下一級中繼器，以此類推進行信號轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)中繼器的轉(zhuǎn)發(fā)功能`；如果在其通信范圍內(nèi)未能搜索到中繼器，則消息傳輸結(jié)束；
(4)重復(fù)步驟(I) (3)，直到消息被傳輸?shù)侥康耐ㄐ沤K端接收機；
(5)消息接收目的通信終端接收機的接收天線接收到模擬射頻信號，調(diào)整后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并發(fā)送至微控制器進行存儲或后續(xù)處理。本發(fā)明還包括一個通話錄入的步驟，所述的通話錄入步驟又包括以下步驟通信終端上的語音采集單元接收到語音消息后，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送至微控制器。本發(fā)明還包括一個無線自組通信系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)與外網(wǎng)進行通信的步驟。本發(fā)明還包括一個斷點重聯(lián)的步驟，無線自組通信系統(tǒng)中的任一接力節(jié)點斷開時，自動尋找最近距離的通信終端或中繼器進行彌補。本自組網(wǎng)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動節(jié)點組成的一個多跳的臨時性的自治系統(tǒng)。在任一時刻，節(jié)點間通過無線信道連接形成一個任意網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)，節(jié)點可以任意移動，會導(dǎo)致拓撲結(jié)構(gòu)也隨之變化。自組網(wǎng)可以在獨立的環(huán)境下運行，也可以通過網(wǎng)關(guān)連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上。在自組網(wǎng)中，通信終端兼具主機和路由器兩種角色一方面，通信終端作為主機運行相關(guān)的應(yīng)用程序；另一方面，通信終端作為路由器需要運行相關(guān)的路由協(xié)議，進而路由發(fā)現(xiàn)、路由維護等常見的路由操作。對接收到的信息宿主，將不屬于自己分組的消息進行分組轉(zhuǎn)發(fā)。因為自組網(wǎng)是一個多跳的無線移動網(wǎng)絡(luò)，兩個要交換信息的主機可能不在通信區(qū)域內(nèi)所以就不能夠直接進行通信，但是它們可以通過其它在通信區(qū)域內(nèi)的主機，采用 接力傳送(多跳技術(shù))的方式也能夠順利的完成通信任務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種無線自組通信系統(tǒng)，其特征在于它由至少兩個通信終端組成，各相鄰的通信終端之間通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，通信終端包括手持語音終端、手持數(shù)據(jù)終端和車載終端之任意一種或多種的組合；所述的手持語音終端包括微控制器、信號接收發(fā)送電路、通話錄入單元、路由協(xié)議控制單元和GPS定位單元，通話錄入單元包括語音采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，信號接收發(fā)送電路、 路由協(xié)議控制單元及GPS定位單元分別與微控制器連接，語音采集模塊的輸出與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出與微控制器連接；所述的手持數(shù)據(jù)終端包括微控制器、信號接收發(fā)送電路、通話錄入單元、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、網(wǎng)卡芯片和USB接口，通話錄入單元包括語音采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 語音采集模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與微控制器連接，信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元、 GPS定位單元、網(wǎng)卡芯片和USB接口分別與微控制器連接；所述的車載終端包括微控制器、信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、 網(wǎng)卡芯片、手咪、觸摸屏和供電模塊，信號接收發(fā)送電路、路由協(xié)議控制單元、GPS定位單元、 網(wǎng)卡芯片、手咪和觸摸屏分別與微控制器連接，供電模塊的輸入與點煙器連接，供電模塊的輸出與微控制器的電源端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線自組通信系統(tǒng)，其特征在于它包括連接無線自組通信系統(tǒng)與外網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，所述的網(wǎng)關(guān)包括無線自組通信網(wǎng)協(xié)議控制器、中央處理器和外網(wǎng)協(xié)議控制器，無線自組通信網(wǎng)接口依次通過無線自組通信網(wǎng)協(xié)議控制器、中央處理器和外網(wǎng)協(xié)議控制器與外網(wǎng)接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線自組通信系統(tǒng)，其特征在于它包括設(shè)于通信終端之間的中繼器，通信終端發(fā)送機的輸出端通過中繼器與通信終端接收機的輸入端連接；所述的中繼器包括處理器、信號接收單元、信號數(shù)據(jù)復(fù)制單元、信號篩選單元、信號調(diào)整單元、 信號發(fā)送單元、防雷擊浪涌單元、穩(wěn)壓單元和恒溫控制單元，信號接收單元、信號數(shù)據(jù)復(fù)制單元、信號篩選單元、信號調(diào)整單元、信號放大單元、信號發(fā)送單元、防雷擊浪涌單元、穩(wěn)壓單元和恒溫控制單元分別與處理器連接，信號調(diào)整單元包括濾波電路、信號衰減補償電路、 信號糾錯電路和信號放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種無線自組通信系統(tǒng)，其特征在于它包括設(shè)于通信終端之間的中繼器，通信終端發(fā)送機的輸出端通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與第一中繼器的輸入端連接，第一中繼器的輸出端依次通過各中間中繼器與末端中繼器的輸入端連接，末端中繼器的輸出端通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與通信終端接收機的輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線自組通信系統(tǒng)，其特征在于所述的車載終端供電模塊包括點煙器、電源切換電路、充電芯片和備用電池，點煙器的輸出與電源切換電路的輸入連接，電源切換電路的一路輸出直接與電路負載連接，另一路輸出與充電芯片的輸入連接，充電芯片的輸出與備用電池的輸入連接，備用電池的輸出與電路負載連接。
6.一種無線自組通信系統(tǒng)的通信方法，其特征在于它包括以下步驟(1)接收指令通信終端發(fā)送機的微控制器向信號發(fā)送模塊發(fā)出“信息發(fā)送”的指令；(2)消息發(fā)送信號發(fā)送模塊將需要發(fā)送的帶編號消息轉(zhuǎn)換為模擬射頻信號后依次經(jīng)過混頻器混頻、功率放大器放大和η型濾波器濾波后，傳輸至發(fā)送天線；(3)消息傳輸發(fā)送天線將處理后的模擬射頻信號發(fā)送至最近過渡設(shè)備，它又包括以下步驟A、搜索相鄰?fù)ㄐ沤K端發(fā)送天線根據(jù)目的通信終端接收機的位置信息，在通信范圍內(nèi)搜索距離最近的通信終端，并將處理后的模擬射頻信號發(fā)送至該通信終端，該通信終端接收屬于自己的消息，轉(zhuǎn)發(fā)不屬于自己分組的消息，實現(xiàn)通信終端的路由功能；B、搜索相鄰中繼器如果在發(fā)送天線的通信范圍內(nèi)未能搜索到相鄰的通信終端，則搜索距離最近的中繼器，如果搜索到相鄰的通信終端，該中繼器繼續(xù)搜索距離最近的通信終端；同樣，如果未能搜索到相鄰的通信終端，則繼續(xù)搜索下一級中繼器，以此類推進行信號轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)中繼器的轉(zhuǎn)發(fā)功能；如果在其通信范圍內(nèi)未能搜索到中繼器，則消息傳輸結(jié)束；(4)重復(fù)步驟(I) (3)，直到消息被傳輸?shù)侥康耐ㄐ沤K端接收機；(5)消息接收目的通信終端接收機的接收天線接收到模擬射頻信號，調(diào)整后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并發(fā)送至微控制器進行存儲或后續(xù)處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無線自組通信系統(tǒng)的通信方法，其特征在于它還包括一個通話錄入的步驟，所述的通話錄入步驟又包括以下步驟通信終端上的語音采集單元接收到語音消息后，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送至微控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無線自組通信系統(tǒng)的通信方法，其特征在于它還包括一個無線自組通信系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)與外網(wǎng)進行通信的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無線自組通信系統(tǒng)的通信方法，其特征在于它還包括一個斷點重聯(lián)的步驟，無線自組通信系統(tǒng)中的任一接力節(jié)點斷開時，自動尋找最近距離的通信終端或中繼器進行彌補。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線自組通信系統(tǒng)及其通信方法，它由至少兩個通信終端組成，各相鄰的通信終端之間通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，通信終端包括手持語音終端、手持數(shù)據(jù)終端和車載終端之任意一種或多種的組合，通信終端兼具主機和路由器兩種角色，通信終端對接收到的信息宿主，將不屬于自己分組的消息進行分組轉(zhuǎn)發(fā)；其通信方法包括接收指令、消息發(fā)送、消息傳輸和消息接收四大步驟。本發(fā)明具有很強的抗毀性，建設(shè)、擴展、維護和使用的成本低，此外，具有環(huán)境適應(yīng)能力強，可接入中繼器拓寬網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，可與外網(wǎng)通信獲取豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；其數(shù)據(jù)傳輸具有速率高、帶寬寬、延時小且網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣等特點。
文檔編號H04W40/02GK103052051SQ20121058265
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者袁賢剛, 潘世軍, 李美麗 申請人:成都泰格微電子研究所有限責(zé)任公司