一种广电频谱超窄带物联网上行帧发送系统及方法与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种广电频谱超窄带物联网上行帧发送系统及方法。

背景技术：

常规的基站包括网络层和控制层，控制的无线电设备的操作，网络和控制层通常使用软件实现。无线电是由一个嵌入式固件的层、MAC层和物理层组成。固件接收来自控制层的数据，这些数据的格式在MAC中已经变换为帧，MAC是实际实现为内存映射的硬件，在MAC在物理层通过空中接口发送之前完成RF调制。现有的嵌入式固件使用低级编程语言编写的，其便携、测试和调试比较困难。另一个问题是，固件是相对特定机器的，因此，可移植性不好。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种广电频谱超窄带物联网上行帧发送系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种广电频谱超窄带物联网上行帧发送系统，包括控制器、以太网和无线电，所述控制器包括网络层和控制层；

所述网络层用于接收要发送的数据，所述控制层用于将要发送的数据格式化为预定的帧，并将格式化后的帧通过以太网发送到无线电。

进一步的，所述无线电包括嵌入式固件、MAC层和物理层，所述物理层可以通过空中接口发射信号。

一种广电频谱超窄带物联网上行帧发送方法，包括以下步骤：

步骤S1、接收要发送的数据；

步骤S2、将接收的数据格式化为预定的帧格式，得到格式化后的帧；

步骤S3、将格式化后的帧发送到无线电；

步骤S4、无线电以每秒不超过一帧的速率发送帧。

进一步的，所述步骤S2具体为将数据格式化为一系列的帧，其中每个帧具有相同的持续时间。每个帧的持续时间是为1-2秒钟。

进一步的，所述步骤S3中，在与无线电之间传输数据时，在接收数据和发送响应之间，至少传输一个帧。

进一步的，所述步骤S4中，无线电还将帧数据发送到云端数据库。

进一步的，所述步骤S4后还包括步骤S5,从云端数据库接收数据的响应，并对响应进行格式化后再通过无线电进行传输。

本发明的有益效果为：本发明的系统不同于典型的调制解调器，其数据和控制有非常不同的接口。一个典型的调制解调器有很多智能的嵌入式固件。将这些智能的固件上移到控制层，那么，编程和调试就大大简化，因为可以使用高级编程语言来实现固件。从物理层抽象出来的通信功能更有利于测试的简便化。最后，将更多的智能固件进入控制层，更有利于将软件移植到不同的物理设备。本质上，与传统的情况比较，其结果是简单的物理设备作为基站用于通过空中接口发送和接收数据。基站的工作完全由控制层的软件来管理，并且容易灵活的移植到机器上。

本发明的方法的控制通信的过程可以使用PC来实现。控制器可有选择地传递一些或全部它从无线接收的数据到云计算进一步处理。控制器可以利用公共云，社区云，私有云或这些的任意组合。适宜的“云”可以由包含在通信网络的核心服务器集合来提供。使用云计算是有益的，因为它可给控制器获得计算服务已超越了其本身的功能。这使得可以在一个广泛使用的和价格合理的增强。云中还可以提供一个装置，用于数据到控制器和核心网络之间传递。

附图说明

图1为本发明的广电频谱超窄带物联网上行帧发送系统示意图；

图2为本发明的广电频谱超窄带物联网上行帧发送方法示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种广电频谱超窄带物联网上行帧发送系统，包括控制器、以太网和无线电，所述控制器包括网络层和控制层；

所述网络层用于接收要发送的数据，所述控制层用于将要发送的数据格式化为预定的帧，并将格式化后的帧通过以太网发送到无线电。

所述无线电包括嵌入式固件、MAC层和物理层，所述物理层可以通过空中接口发射信号。

如图2所示，一种广电频谱超窄带物联网上行帧发送方法，包括以下步骤：

步骤S1、接收要发送的数据；

步骤S2、将接收的数据格式化为预定的帧格式，得到格式化后的帧；

步骤S3、将格式化后的帧发送到无线电；

步骤S4、无线电以每秒不超过一帧的速率发送帧。

所述步骤S2具体为将数据格式化为一系列的帧，其中每个帧具有相同的持续时间。每个帧的持续时间可以是为1-2秒钟。

所述步骤S3中，在与无线电之间传输数据的时，在接收数据和发送响应之间，至少传输一个帧。

所述步骤S4中，无线电还将帧数据发送到云端数据库。

还包括所述步骤S4后还包括步骤S5,从云端数据库接收到数据的响应，并对所述响应进行格式化后再通过无线电进行传输。

本发明的帧不是在无线电里面来组建，而是放在网络层上。然后，帧通过网络发送到MAC，这样，在帧被发送之前，只是需要少许格式化就可以了。这种方法的优点是，主要是在软件中进行数据的格式化。

本发明在实际的实现上，控制器是一个虚拟机，其特点为：

1、将数据格式化为一系列的帧，其中每个帧具有相同的持续时间。每个帧的持续时间可以是至少一秒钟，或者是2秒钟。

2、在与无线电之间传输数据的时候，在接收数据和发送响应之间，至少传输一个帧。

3、可以在PC上执行，采用NET框架来实现。

4、可以将从无线电接收到的数据发送到云端进行计算。

5、可以从云端接收到所接收的数据的响应，并格式化该响应通过网络由无线电传输。

如图1所示为本发明的系统示意图，本发明的控制器包括一个网络层和一个控制层，这两者在用软件实现。控制层将要发送的数据格式化为帧，这些帧随后可以通过以太网连接到无线电。本发明的无线电包括一层薄薄的嵌入式固件，嵌入式固件用于呈现格式化的数据到MAC层，还包括一个物理层用于通过空中接口发射信号。

本发明的系统不同于典型的调制解调器，其数据和控制有非常不同的接口。一个典型的调制解调器有很多智能的嵌入式固件。将这些智能的固件上移到控制层，那么，编程和调试就大大简化，因为可以使用高级编程语言来实现固件。从物理层抽象出来的通信功能更有利于测试的简便化。最后，将更多的智能固件进入控制层，更有利于将软件移植到不同的物理设备。本质上，与传统的情况比较，其结果是简单的物理设备作为基站用于通过空中接口发送和接收数据。基站的工作完全由控制层的软件来管理，并且容易移植到人而活的机器上。

本发明的方法的控制通信的过程可以使用PC来实现。控制器可有选择地传递一些或全部它从无线接收的数据到云计算进一步处理。控制器可以利用公共云，社区云，私有云或这些的任意组合。适宜的“云”可以由包含在通信网络的核心服务器集合来提供。使用云计算是有益的，因为它可给控制器获得计算服务已超越了其本身的功能。这使得可以在一个广泛使用的和价格合理的增强。云端还可以提供一个装置，用于数据到控制器和核心网络之间传递。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。