[發(fā)明專利]一種基于射頻轉(zhuǎn)發(fā)的低延時(shí)多節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011643246.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN112787968B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊大龍;馬建平;張祺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04W72/04
• 代理公司: 中國(guó)工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 張曉林

本發(fā)明公開了一種基于射頻轉(zhuǎn)發(fā)的低延時(shí)多節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方法，該方法首先將發(fā)射終端節(jié)點(diǎn)劃分區(qū)域，為每個(gè)區(qū)域配置射頻轉(zhuǎn)發(fā)中繼，之后分別確定發(fā)射終端與射頻轉(zhuǎn)發(fā)中繼的發(fā)射頻段，利用頻分復(fù)用方式為各節(jié)點(diǎn)，各區(qū)域配置發(fā)射頻點(diǎn)，接著利用發(fā)射終端、射頻轉(zhuǎn)發(fā)中繼和多通道并行接收基站組成的三級(jí)傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)傳輸。本發(fā)明公開的實(shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方法，能夠在接近零延時(shí)下實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)無線傳輸，并在保證信號(hào)傳輸性能的同時(shí)，降低網(wǎng)絡(luò)硬件開銷，具有實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于射頻轉(zhuǎn)發(fā)的低延時(shí)多節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方法。

背景技術(shù)

當(dāng)期主流的多節(jié)點(diǎn)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)主要有4G/5G無線移動(dòng)通信、WIFI無線局域網(wǎng)和ZigBee無線傳輸網(wǎng)這幾種，這些無線傳輸網(wǎng)絡(luò)均具備大數(shù)據(jù)量的無線傳輸能力，并且廣泛應(yīng)用在工業(yè)無線測(cè)量領(lǐng)域。但上述網(wǎng)絡(luò)并不適用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性要求很高的場(chǎng)景中，特別是一些要求數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小于1ms的應(yīng)用場(chǎng)合，具體原因如下：

4G/5G無線移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的上行鏈路采用時(shí)分復(fù)用方式，單個(gè)用戶的最小時(shí)間時(shí)隙為0.5ms，多用戶主要通過時(shí)時(shí)隙分配的方式實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，該無線網(wǎng)的傳輸延時(shí)與用戶數(shù)量相關(guān)，當(dāng)用戶數(shù)較多時(shí)，傳輸延時(shí)一般在幾十毫秒級(jí)，而且受最小時(shí)隙和有限帶寬的限制，4G/5G無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)很難實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)無線傳輸。

WIFI無線局域網(wǎng)通信方式，主要包括802.11a/b/g/n，該方式具備更寬的頻譜資源，包括2.4GHz頻段和5GHz頻段，數(shù)據(jù)傳輸能力與4G無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相比較強(qiáng)。該網(wǎng)絡(luò)主要采用時(shí)分和頻分相結(jié)合的方式，但該無線網(wǎng)絡(luò)可配置的頻點(diǎn)較少，且頻帶之間有交疊，多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸仍然主要依靠時(shí)分復(fù)用方式，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行調(diào)度，該無線網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)受節(jié)點(diǎn)數(shù)影響非常明顯，節(jié)點(diǎn)數(shù)達(dá)到10以上時(shí)，傳輸延時(shí)達(dá)到數(shù)毫秒級(jí)，且不同節(jié)點(diǎn)的延時(shí)量存在很大的波動(dòng)。

整體上，目前的主流網(wǎng)絡(luò)傳輸方法主要基于時(shí)分復(fù)用為主，頻分復(fù)用為輔的方式進(jìn)行，無線鏈路的傳輸延時(shí)極大程度依賴時(shí)隙調(diào)度算法，造成網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)大，而且隨著傳輸節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增大，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)呈線性增加，對(duì)于具有幾十個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)有的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)是無法做到網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)小于1ms的強(qiáng)實(shí)時(shí)性要求。

因此，亟需一種低延時(shí)多節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，并將網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)控制到小于1ms。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于射頻轉(zhuǎn)發(fā)的低延時(shí)多節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方法。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種基于射頻轉(zhuǎn)發(fā)的低延時(shí)多節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方法，所述方法基于發(fā)射終端、射頻轉(zhuǎn)發(fā)中繼和多通道并行接收基站組成的三級(jí)傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：將傳輸網(wǎng)絡(luò)中所有發(fā)射終端節(jié)點(diǎn)按照位置分布劃為N個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的發(fā)射終端節(jié)點(diǎn)數(shù)為M，并保證各區(qū)域間的傳輸隔離度；

S2：為每一個(gè)發(fā)射終端區(qū)域配置一個(gè)射頻轉(zhuǎn)發(fā)中繼，確定射頻轉(zhuǎn)發(fā)中繼的發(fā)射頻段，根據(jù)發(fā)射頻段的帶寬及區(qū)域數(shù)量N，確定每個(gè)射頻轉(zhuǎn)發(fā)中繼發(fā)射頻帶帶寬P，且頻帶之間互不重疊；

S3：確定發(fā)射終端的發(fā)射頻段，并為每個(gè)區(qū)域的發(fā)射終端節(jié)點(diǎn)分配互不重疊的發(fā)射頻帶，頻帶帶寬為Q，之后每個(gè)發(fā)射終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送無線信號(hào)；

S4：對(duì)每個(gè)發(fā)射終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，保證射頻轉(zhuǎn)發(fā)中繼接收的來自各發(fā)射終端節(jié)點(diǎn)的信號(hào)的平均功率相對(duì)差值在3dB以內(nèi)；

S5：每個(gè)射頻轉(zhuǎn)發(fā)中繼接收與其對(duì)應(yīng)的發(fā)射終端區(qū)域內(nèi)的M個(gè)節(jié)點(diǎn)的無線信號(hào)，并對(duì)所有信號(hào)進(jìn)行濾波、自動(dòng)增益控制和混頻處理后，將信號(hào)變頻至轉(zhuǎn)發(fā)中繼的輸出頻率頻帶內(nèi)，并將變頻后的信號(hào)以無線方式發(fā)送；