专利名称：一种广播体制的无中心通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无中心通信系统，具体说涉及一种实现多个发送设备使用 公用信道向接收设备发送固定广##息功能的无中心通信系统。
技术背景传统的无中心通信系统分为专用控制通道系统和分布式控制系统。其中， 专用控制通道系统包含一个专用的控制信道供各个设备发起呼叫使用，但是， 当呼叫用户较多时，经常发生两个获两个以上设备同时发起呼叫的问题，可以 称为"呼叫碰撞"。传统的无中心通信系统主要是提供一种短距离话音服务，由 于存在"呼叫碰撞"的问题，使得系统容量受到很大限制。数字基群通信也能提供所谓广播呼叫的功能，但是其一，数字基群通信系统是通过基站或其他转发设备来控制的；其二，数字基群通信的广播呼叫用于 手动发起一对多通话，不M送自定义信息，使用方式和功能都不一样。AL0HA系统描述了一种争用型网络，这种争用型网络有两种含义允许多个 节点在同--个频道上进行传输数据。使用该频道的节点愈多，发生碰撞的机率 愈高，从而导致传输延迟增加和信息流通量降低。载波监听多路访问(CSMA)的思想是多个用户共用一条线路，用户在发送 帧访问传输信道之前，首先监听信道有无载波，若有栽波，说明已有用户在使 用信道，则不发送帧以避免冲突。CSMA技术中要解决的一个问题是当侦听信道 已经被占用时，如何确定再次发送的时间，通常有以下几种方法坚持型CSMA, 非坚持型CSMA, p-坚持型CSMA。 发明内容本发明的主要目的在于提供一种在没有基站或其他转发设备控制情况下多个发送设备频繁地"周期性地，，使用公用信道向接收设备发送长期固定或短期 固定广播信息时"碰撞问题"的解决方案，设计控制模块来提高系统容量和通 信效能。同时给出一些典型的应用。这些应用的特点是公用信道使用频率高， 同时允许一定的失败概率。本发明同时也提供一种对传统无中心多信道选址移 动通信系统呼叫发起过程进行改进的控制策略，使其具有更高的可通性，增大 系统的容量。需要说明几点其一，所述广播信息一般是长时间固定的，也可以在短时间内手动或者人工控制修改。其二，所述广播信息可以是发起呼叫或者响应呼 叫时由设备自动产生的数据包，称为呼叫广播信息，也可以是包含用户自定义 信息的数据包，称为自定义广播信息，这种自定义广播信息可以是商业广告， 也可以是社区公告，安全警报，卫生通告，个人信息等，其特点是简明扼要， 可以概括成一条或者一组简短的信息。其三，"周期性地发送"意思是以一定的 时间间隔为一个周期，在每个周期内尝试执行一次发送操作，而具体在每个周 期内什么时刻发送是随机的。其四，设备按主要功能可以分为发送设备和接收 设备，按使用对象可以分为单位型和个人型，单位型又可以分为公共部门、普 通部门以及本系统的管理部门......不同类型设备的功能和使用权限可以不一样。一般的AL0HA系统具有如下特点(1) 每次发送的数据包是不同的，在发送成功后一般不再重复发送并希望 在单位时间内能发尽量多的数据包。(2) 每次发送数据包的时机具有一定的自然随机性，在该次发送有冲突时 采用伪随机序列控制的随机时延加7vA为随机性。(3 )每次发送有反馈，可能是接收方返回的数据包，也可能是类似CSMA/CD模式的冲突检测。(4) 减小沖突的办法是加入随机时延， 一般采用二进制指数退避算法。(5) 由于采用的是伪随机序列等因素，存在系统容量小的问题。 而本系统与上述相比有很大不同(1) 发送的数据包是相同的，在单位时间内完成若干次发送就可以满足要 求，不要求单位时间内发得越多越好，而注重于单位时间内每个发送 设备都能成功发送若干次。另外，在发送完成一段时间后需要重复发 送，原因在于一方面可能会由于各种原因产生沖突，使得附近的接收 设备未能正确接收；另一方面，需要保持一定的实时性，因为处于发 射源有效传播距离内的接收者是时刻流动的；还有可能有进行定位的 需要，如求救信息的发射源。(2) 每次发送都需要加入人为随机性，并且要综合考虑时效性和系统容量， 即综合考虑发送周期选定和随机序列选择的问题。(3 )由于发送的是广播信息， 一般没有反馈机制(用于发起呼叫的除外)。(4) 减小冲突的办法是按照一定的周期采用随机时延，同时要根据无线信 道的负栽情况适当的调整周期长度，要选择能极大提高系统容量的随 机序列。(5) 需要考虑在某地域同时出现大量发送设备的情况。(6) 要控制发射源的有效传播距离， 一方面是为了空间复用，另一方面是 为了信息的地域有效性，即人们往往只希望知道近处的信息。为了满足这些要求，本发明采用的技术方案如下一种无中心通信系统，由若千具备收发功能的移动或固定通信设备组成。 这些设备可以通过公用的信道在各自随机分配的时隙内向其他设备发送长度受限的广播信息， 一般情况下，其他设备不转发收到的广播信息。所述公用的宽带信道采用具有较高频谱利用率和较好误码特性的调制方式，频带宽度一般在几百KHz以上。可以简单地采用一个公用宽带信道来实现， 也可以采用一个专用控制信道加若干候选公用信道的方式来实现。在后一种方 式中，信令、地址码等用专用控制信道来传输，而包含自定义信息的部分在候 选公用信道上传输，通话也是在候选公用信道进行。所述通信设备具备接收、发送功能或者只具备其中的一种，但是具备发送 功能的所述通信设备需要有一套用于检测公用信道占用情况的电路，用于信道 的实时检测和统计分析。另外，发送设备需要能接收并执行管理设备所发送的 管理信息。所述具备发送功能的通信设备内部有一个伪随才几序列发生器或者一 个真随机序列发生器(真随机序列发生器是一种基于硬件源的随机序列发生器， 常见的硬件源包括》文射性衰变，某些电子器件的热噪声，另外还有基于热能的 硬件随机数发生器)，当所述通信设备处于发送模式时，以一定的时间T为一个 周期，将时间T均分为整数N个时隙，伪随机序列发生器产生一个以自己设备 编号P标示的伪随机序列n(P， t),这个伪随机序列可以跟设备编号P没有关系。 这里真随机序列发生器输出的随机序列也记做n(P，t), t为当前时间；每个周 期内，所述通信设备在第n (P, t)个及其后的有限个时隙内通过指定公用信道发 送一个广播信息数据包，所述数据包的长度受到一定限制，以确保在分配的时 隙内能够发送完成；发送时可以选用的控制策略如下(1) 发送周期根据公用信道占用情况自适应变化信道占用率增大到一定 程度时适当增大发送周期，信道占用率减小到一定程度时适当缩短发送周期， 发送的时隙长度限制不改变。(2) 如果设备某次发送前一段时间内，公用信道正被占用，则该周期内不执行发送。(3 )由于发送的每个(组)数据包是相同的，所以对于刚发送成功的i殳备可以暂停发送若千周期，之后再恢复到原来的发送周期。即对于刚刚发送成功的 设备采取"消极发"的方式。(4)对于连续几次未能发送的用户可以暂时适当缩短发送周期，发送成功后 恢复到原来的发送周期。即对于因碰撞而未能发送的设备采取"积极发"的方式。需要说明的是信道占用率是指最近几个周期内信道占用情况的短时统计 平均值，它可以通过信道检测电路来测定，也可以通过从收到的广播信息统计 周围工作中的发送设备的业务类型和数量来估测。这里采用通过信道检测电路 测定的方法。另外，上述控制策略可以根据信道使用情况的不同配合选用。一 种简单的方案如下发送过程中始终采用控制策略(2)、 (3)、 (4)。根据理i仑仿 真和试验结果设定信道占用率关键值Ri和相应的过渡带值Ci，记发送周期为 Ti,其中Tl为某类型设备的初始周期。当信道占用率增大到某值R1+C1/2时， 启用控制策略(l),增大设备的发送周期为T2。其中，Rl为信道利用率理论最佳 值，T2比T1稍大，而不能超出太多，以确保信道利用率不低于R1-(:1/2。此时， 如果当信道利用率下降到Rl-C1/2以下时，发送周期下降为Tl;如杲信道利用率上升到R2+C2时，发送周期增大至T3(T3〉T2).......悉的规律可以归纳为当信道利用率超过Ri+Ci/2时，发送周期由Ti增大为Ti+1 (i+l为下标)，信道利 用率预计下降至Ri-Ci/2与Ri+Ci/2之间。此后，如果信道利用率下降至Ri-Ci/2 以下，则发送周期变回Ti;如果信道利用率上升至Ri+l+(Ci+l) /2以上，则发 送周期增大至1^+2。可以预见，过渡带Ci的大小将随i的增大而越来越小。事 实上，这些控制策略尤其是控制策略(1)也可以应用到一般的自组织网络中去。也可以通过从收到的广播信息统计周围工作中的发送设备的业务类型和数 量来估测信道负载。这种估测的基础是可以预知各个发送设备的发送周期及其 信息量。当发送设备的数量增多引起信道负栽过重时，可以通过自动增大发送 设备的发送周期来减轻信道负载。当然，周期的分配也可以不按照上述方式，而是以每次信息发送完成时刻 或受碰撞时刻为起点加入一段小于周期长度的随机时延。即发送完成后或者检 测到碰撞后立即跳过该周期，这样实际的一个周期不是固定的，而且比预定的周期T要小。这种才莫式可以称为不完整周期才莫式，而采用完整周期的可以称为 完整周期模式。虽然不完整周期模式的随机特性比较好，但是为了简便起见， 下面还是采用完整周期^t式来说明。一方面是为了空间复用，另一方面是为了增强信息的地域有效性，需要控 制发射源的有效传4番距离。通过对发射功率的限制，信号传送的距离在一定范 围内可调， 一般在数百米至数公里范围内。提供对接收机接收信号的门P艮设置， 只接收电平大于某值的信号，如果是在开阔地带，就等效于可以严格控制只接 收一定距离内的广播信号。发射机功率分成若干等级，广播信息中可以包含功 率等级信息，接收机接收门限分为若干等级，在无障碍的理想情况下，接收机 综合接收到的信号功率，广播信息中功率等级信息和本机的接收门限等设置， 可以粗略地判断与发射源之间的距离。接收门限电平应该能对于不用的环境噪 声自适应变化。信号功率等级可以由用户自己设定，在信道占用率较低时不予控制，而当 信道占用率很高时应当限制发射信号功率为较小值。这个方式适合农村和城市 两种不同的环境，农村人口稀少，用户少，信道利用率低，可以适当扩大有效 传输距离；城巿人口稠密，用户多，信道利用率高，应当适当限制有效传输距离。后者实质上也是通过加强"空分"来扩大系统容量。对于信道占用情况的分析，可以采用信道能量检测，信道信号电平检测， 以及信道能量、电平混合检测的办法，下面采用对信道进4亍信号电平检测的方 法来描述。需要设置一个信道检测门限电平，这个检测门限电平应该高于背景噪声而低于接收机接收门限。如说明书附2所示，S1，S2为两个所述功能的 发射机，其发射功率相同，均为最高功率等级，两者距离为D。 S1,S2信号的有 效传播距离为d，图中，A圓以内的接收机能正确接收解调Sl的广##息，A 圓以外的接收机不接收解调Sl的广#^[言息，B圓以内的接收机能正确接收解调 S2的广插j言息，B圓以外的接收机不接收解调S2的广播信息。而且，我们希望 当S1,S2同时发送广播信息的时候，A，B圆内的接收机刚好能分别正确地接收解 调Sl, S2的广"lf^言息。这时，S2处接收到的Sl的平均信号电平可以作为采用 的信道检测门限电平。这个值一般小于接收门限电平的1/2,具体值跟信道和信 号调制方式等有关系。当然这只是一种考虑方式，具体取值可以根据具体设计 要求来确定。处于接受模式的所述通信设备使用公用信道接收广播信息。为了扩大通信 容量，可以增大公用信道的带宽，提高广播信息的发送速率；也可以增加公用 信道的数量。本发明的有益效果如下通过增大系统容量，为更多的用户提供了一个无线广播平台。 一方面，提 出了 "呼叫碰撞"问题的解决方案，使得传统无中心系统用户能更有效地发起 呼叫；另一方面，通过建立公告平台，处于发送模式的所述通信设备可以自定 义所发送的广播信息，这个信息对于个人可以是自己的姓名，职业，联系方式， 是否需要帮助等等你希望别人知道的信息；对于公司可以是公司名称，业务类型，联系方式等等方便别人了解你，联系你的信息。当然，在发送的广#^言息 中也可以包含一些设备的标示信息和一些其他有用的信息如发射信号功率等级 等。而在理想情况下，比如在开阔地带，处于接收模式的所述通信设备可以收 到在它周围一定距离内其他所述通信设备发送的广播信息，而不能收到这个距 离之外的所述通信设备发送的广播信息。这样，处于接收模式的所述通信设备的使用者可以方便的获取其周围环境中的有用信息。
图l是一个系统示例图2是^:测门限电平示意图。
M实施方式
本系统可以采用多种方式来实现，可以简单地采用一个公用宽带信道来实 现，也可以采用一个专用控制信道加若干候选公用信道的方式来实现。 下面结合附图对本发明的优选实施例作详细描述。
如图1所示，Sl， S2， S3分别代表三个处于发送模式的所述通信设备，其设 备编号分别为Psl， Ps2, Ps3; Rl， R2， R3分别代表三个处于接收模式的所述通信设 备的设备，其设备编号分别为Prl,Pr2，Pr3。
本发明的优选实施例之一
本发明的优选实施例中，所有处于发送模式的所述通信设备通过一个公用 的宽带信道来发送广4番信息，所述公用信道允许的最高数据速率为V bit/s并 且每条广l射言息的比特数限制在d bit,广播信息发送周期为T,每个周期分为N 个时隙，要求每条广播信息必须在一个时隙内发完，即满足d/V〈-T/N。
假设通信设备Si(i-l,2，3…)开机时刻为U。则Si第n次发送广播信息的开始时刻为tSUn) =ti+R(n，Psi)* T/N+(n-1)*T。如前所述，R(n，Psi)(i=l， 2, 3…)是一个随机序列，即n(P， t) 。 R(n，Psi)为非负整数，R(n，Psi)〈N。 假设Sj, Sk的广##息比特数分别为bsj, bsk，且均小于d。则每次广播 发送的时间长度分别为bsj/V, bsk/V。如果时段[tSj(n), tSj(n) + bsj/V]与时 段[tSk(m)， tSk(m)+ bsk/V]有重合，则所述通信设备Si与Sj发生了一次"碰 撞"，其中，m，n为非负整数。在设备发送广##息之前，需要检测信道是否正 被占用，如果正被占用，则该周期内不发送，当周围区域内处于发送^i式的设 备增多，以至于发生碰撞的次数过多时，设备自动增大发送周期T,但是每个时 隙的长度不变，即N增大。下面，我们来考虑一下R(n，Psi)的随^L特性对系统 的影响。首先，如果我们不采用随机序列，而是采用固定的数，即取R(n，Psi)为常 数。这时，如果有大量设备同时在工作，则最好的情况下，这些设备永远都互 不干涉，不发生"碰撞"，但是这种概率是很小的。而且本发明所述系统是一个 "开放性的系统"，以某个处于发送模式的所述通信设备为中心，不断有其他所 述通信设备进入其有效通信距离，上述这种互不干涉的局面很容易被打破。而 如果两台不同的所述通信设备发生"碰撞，，，则这种"碰撞"将一直持续下去。 因此，我们必须采用随机序列，而且我们直观地认为R(n,Psi)应该采用0到N-1 之间的均勻分布。其二，如果对于某两个所述通信设备Sj、 Sk， R(n,Psj)与R(n，Psk)采用相 同的伪随机序列公式，则只有当Sj、 Sk之间伪随机序列码位差为零，而且开机 时间之差除T的余数小于T/N时，才可能出现始终"碰撞，，的现象。其三，如杲对于某两个所述通信设备Sj、 Sk， R(n，Psj)与R(n，Psk)采用不 同的伪随机序列公式或函数，则Sj、 Sk之间不可能出现始终"碰撞，，的现象。最后，如果所述通信设备采用基于硬件的真随机序列，则对于任意两个所述通信设备，它们之间不可能出现始终"碰撞"的现象。设计这个系统要考虑系统容量的问题，如果我们采用通常所用的伪随机序 列，那么其系统容量是很小的，因为对于某一个伪随机公式，所产生的伪随机 序列是以一定周期循环的，如果两个用户采用同一个伪随机序列，他们之间存在始终"碰撞"的可能。而服从均匀分布而且周期一定的伪随才;i序列是有限的，而且对于每一个设备采用 一个不同的伪随机序列也是不现实的，所以采用伪随 机序列的系统容量是很小的，无法满足要求。而采用真随机序列则可以很好的 解决这个问题，因为采用真随机序列的两个用户之间不可能始终"碰撞"。目前，由于各种通信方式的系统容量都比较小，并且采用的是伪随机序列， 如蜂窝移动通信系统每个小区的容量在几百以内，计算机网络每个子网的容量为256,等等。而本系统设计的容量是很高的，在一个小的局部范围内发送设备的数量可以达到几千到几万，甚至更多。而且由于用户的流动性，最佳设计是 使任意两位用户都具有不同的随机序列。另外，如果两个发送设备采用相同的 伪随机序列，而且开始工作的时间差小于信道占用检测所需时间，这两个发送 设备可以会一直在同时发送，造成相互干扰，而采用真随机序列则不会出现这 种情况。因此，我们认为采用真随机序列能更好地满足要求。另外，需要看到一点，与其他通信方式相比，本发明中的通信方式对随机 序列的随机性要求更高。其他通信方式中产生数据传输请求的时机本身具有随 机性，然后叠加上伪随机序列的随机性，是两种随机特性的组合。而本发明通 信方式中， 一旦发送系统开始工作，随机性始终由随机序列来体现。所以，本 发明中通信方式对随机序列的随机性要求更高，采用真随机序列可以最好地满 足这一要求。综上所述，当采用的随机序列相关性较小时，可以保证较小的碰撞率。通过周期性反复发送，总能保证某一次发送的广播信息能被周围的处于接受模式 的所述通信设备接收到。这时， 一定区域内发送设备的数量和发送的时效性就成了相互制约的因素。本实施例的一个实例如下采用数据传输速率为1Mbit/s的信道，每条广 ##息的限定传送时隙长度为lms。考虑一个封闭的有效范围(面积大约为几平 方公里)，在发送周期限定为ls,允许一定失败概率的情况下，系统容量可以达 到一千以上。本发明优选实施例之二本发明的优选实施例中，所有处于发送模式的所述通信设备通过一个专用 控制信道加M(M为正整数)个候选公用信道的方式来实现发送广播信息的功能。 在这种情况下，每次广播信息的发送分为两部分， 一部分为指令信息，通过专 用控制信道发送，用于通知周围的接收机跳转至哪一个候选的公用信道，这部 分的比特数限制在dl以内，另一部分包含自定义的信息，其长度最多为d2个 bit,对于通话等业务不严格限定信息量。指令信息包含呼叫广播信息和自定义 广播信息的一部分，自定义广播信息的这一部分主要是发送设备编码、业务类 型码等， 一般不包括自定义信息的主体部分。另外，专用控制信道可以为多个，适用于不同的用户群，这可以看成是几 个相似系统的组合。为了简单起见，只介绍一个专用控制信道的情况。假设专用控制信道允许的最高数据速率为V0 bit/s，第i个候选公用信道 允许的最高数据速率为Vi bit/s,广播信息发送周期为T，每个周期分为N的时 隙，要求每条指令信息必须在一个时隙内发完，即满足dl/VO〈-T/N。假设Si(i-l，2，3…)开机时刻为ti。则Si第n次发送广纟^f言息的开始时刻 为tSi(n) =ti+R(n，Psi)* T/N+(n-l)*T。如前所述，R(n,Psi) "=1,2,3...)是一个随机序歹'j,R(n，Psi)为非负整数，R(n,Psi)〈N。如果时段[tSi(n), tSi(n)十 dl/VO]与时段[tSj(m)， tSj(m)+dl/VO]有重合,则所述通信设备Si与Sj发生了一次"碰撞"。在Si发送广播信息之前，Si需要检测是否专用控制信道正被占用以及是否 有空闲的候选公用信道，如果专用控制信道正^皮占用或者没有空闲的可选用候 选公用信道，这时发生了 "碰撞"，该周期内不发送。当区域内处于发送模式的 设备增多，以至于发生碰撞的次数过多时，设备自动增大发送周期T,但是每个 时隙的长度不变，即N增大。当然，对于候选公用信道也可以随机指定，在这 种情况下，不允许占用其他空闲的候选公用信道。关于指令信息的设计，对于呼叫广播信息而言，与普通的多信道选址无中 心通信系统中的呼叫信息、应答信息差别不大，而对于自定义广播信息，需要 考虑更多因素。 一般地，自定义广##息的指令信息部分可以包含发送设备编 码、业务类型码、顺序码、接收密码、语种类型码等部分。下面对各部分分别 介绍如下(1) 发送设备编码发送设备编码是每台设备的唯一标识码。(2) 业务类型码发送设备可以划分成不同业务种类。业务种类可以分单位 法人和自然法人。单位法人又分为餐饮，卫生，娱乐，公安等部门。对于不同 的业务类型，相应的设备编码和功能可能不一样。 一般地，个人使用的设备其 发射功率和自定义信息长度等要受到较大限制。相应于不同的业务类型，各个候选公用信道的带宽，使用权限，信号类型等都可能不一样。如果有需要，也 可以在呼叫广播信息中加入业务类型码，类型为通话。具备发送功能的设备在 申请使用时一般要将其业务类型固化。不同业务类型对于候选公用信道的权限 可能不一样，而且，不同业务类型的发送设备其初始发送周期和周期控制策略会有一些不同。例如公安部门使用的设备业务类型为公安，由于其发送的广 播信息通常是非常重要的，所以这种业务类型的设备可以单独使用或者和另外 一些重要部门共享一个候选公用信道。对于这个信道，其他业务类型的设备不 允许使用。而且公安部门使用的设备其初始发送周期比其他一些类型设备的初 始发送周期可以短一些，在不同信道占用率情况下，其发送周期都可以适当比 其他一些类型设备的短一些。接收设备可以选择需要接收的业务类型，例如使用者只希望了解附近有什 么饭店，他可以选择只接收业务类型为餐饮的后续信息。这样可以避免接收大 量不需要的信息。(3) 群组码群組码为一定位数的号码，只有在接收设备里设置了相同的群 组码才能接收，否则不能接收。每个接收设备可以同时设置多个群组码，在没 有交互式验证的情况下，需要限制允许设置的群组码的数量。当发送的指令信 息中设置了群组码时，只有设置了该群组码的接收设备才能接收。群组码后面 还可以同时加入接收密码，当发送的指令信息中设置了群组码的接收密码时， 只有设置了该群组码并且设置正确接收密码的接收设备才能接收。(4) 顺序码发送时可以有一组自定义信息轮流发送，每条自定义信息用 顺序码标识其顺序，说明当前信息是第几条。接收机检测接收到的发送设备编 码和顺序码，对于已接收的自定义信息不再进行后续接收(前提是没有被修改, 见修改位描述)。对于只有一个公用信道的情况，可以是对重复接收到的广播信 息不进行存储。(5) 修改位 一种可行的方式是修改位初始为0,自定义信息经过修改后， 该位自动改为1,反之亦然。接收设备自动记录修改位，如果修改位发生变化则 重新接收该^f言息的后续信息。(6) 语言类型码标识自定义信息所用的语种。接收设备可以选择需要的语 言类型的自定义广纟^f言息。(7) 关键词在接收设备中也可以设置一个或多个关键词，如接收设备的使 用者是医生，他可以设置一个关键词"医疗"。如果发送设备发送的指令信息中 包含关键词"医疗"(也可以是相应的编码)，则可以提醒接收者着重注意收到 的信息。(8) 信号功率等级发射信号的功率等级对应于某一发射功率。(9) 其他码指令信息中可能还需要同步码，校验码，保护字段等码段。 在应用时，可以设置不同的权限，对于某些候选公用信道只授权一部分发送设备使用，例如某个候选公用信道只允许用于发送警报信息，再如某个候选 公用信道只允许刚开始工作的发送设备使用，当发送设备发送成功一定次数后 不得再使用或者尽量避免再使用该信道。而对于某些候选公用信道也可以拒绝 未授权的处于接收模式的设备使用。另外，处于发送模式的设备可以在广播信 息中定义发送的类型群发，所有用户都能收到；组发，部分用户能收到；单 发，某个用户能收到。当发送设备的数量很多时，我们需要有一个管理系统来保证设备发送信息 的正确性、有效性和合法性。为此，需要赋予管理系统更高的;|=又限，例如管 理系统的设备可以在不知道群组码和接收密码的情况下正常接收发送的信息。 另外，对于一些非法使用发送设备的情况，管理系统的设备可以通过发送管理 信息使非法设备失效(其前提是发送设备必须具备接收功能)。这一功能可以通 过专门的管理信道来实现，也可以是通过专门的编码来实现。在这种情况下， 至少要求发送设备有一个接收并执行管理信息的子系统，并且要求发送设备具 备自检该系统是否运行正常的能力。当然，在发现非法使用发送设备的情况下，也可以通过查找发送设备的注册申报信息找到使用者，然后排除。为了更好地 完成管理监督的职能，可以在每个不同地域设置一个管理设备，然后通过网络 将管理设备连接至管理中心，通过管理中心来集中处理接收到的广播信息。管 理中心可以通过网站分类发布接收到的广播信息，通过网络传送管理信令到指 定的管理设备，并由该管理设备向相应地域发送该管理信令。关于R(n, Psi)随机性对系统性能的影响与优选实施例之一类似。当R(n,Psj)与R(n，Psk)的相关性尽量小时，可以保证较小的碰撞率。通过周期性反复发送，总能保证某一次发送的广播信息能被周围的处于接受模式的所述通信设备接收到。在实际应用时，这个系统可以集成到其他通信系统中。可以把设备附加到手机，小灵通，对讲机等通信设备上。也可以集成到传统的无中心通信设备上。当然，这种通信方式还有其他用途，比如实现无线的智能大厦管理等等。
权利要求
1. 一种广播体制的无中心通信系统，由若干移动或固定通信设备组成，所述系统中，处于发送模式的所述通信设备通过公用信道向处于接收模式的所述通信设备周期性地发送广播信息，可以采用完整周期模式，也可以采用不完整周期模式，其特征在于，每个周期包含若干时隙，具体在哪个时隙尝试发送所述广播信息由所述通信设备内部产生的一个随机序列决定。
2、 根据权利要求l所述的广播体制的无中心通信系统，其特征在于，所发 送广播信息为一条或一组固定的数据包，这些数据包可能是用于建立通话的呼 叫、应答信息，也可能是用户自定义信息。所述数据包长度受到一定限制。
3、 根据权利要求1或2任一项所述的广播体制的无中心通信系统，其特征 在于，处于发送模式的所述通信设备采用不完整周期模式并且同类型的不同设 备使用的随机序列是同样的伪随机序列，或者处于发送模式的所述通信设备采 用完整周期模式并且同类型的不同设^^^吏用的随机序列是不同的伪随机序列。
4、 根据权利要求1或2任一项所述的广播体制的无中心通信系统，其特征在 于，所述随机序列是一个内置于所述通信设备的基于硬件源的真随机序列。
5、 根据权利要求1至4任一项所述的广播体制的无中心通信系统，其特征在 于，处于发送模式的所述通信设备对公用信道进行检测或对于信道负载进行估 测，并且根据结果，选择采用以下控制策略a. 如果发送前一定时间内公用信道一直被占用，则该周期内不发送。b. 发送周期根据公用信道占用情况(信道负载估测结果)自适应变化信 道占用率(信道负栽)增大到一定程度时适当增大发送周期，信道占用率(信 道负载)减小到一定程度时适当缩短发送周期，发送的时隙长度限制不改变；c. 如果发送前一定时间内公用信道未被占用，开始发送广##息，完成发 送的设备可以暂停发送若干周期；d. 对于因碰撞未能发送的用户可以暂时适当缩短发送周期；e. 信道占用率(信道负栽)增大到一定程度时适当控制发射信号功率。
6、 根据权利要求5所述的广播体制的无中心通信系统，接收机有接收门限 电平限制，其特征在于，发送设备所使用的公用信道检测门限电平在背景噪声 电平和接收门限电平之间。
7、 根据权利要求1至6任一项所述的广播体制的无中心通信系统，其特征在 于，所发送的用户自定义数据包包含发送设备编码、业务类型码、顺序码、群 组码、修改位、语种类型码，关键词等在内的全部码段或其中一部分码段。
8、 根据权利要求1至7任一项所述的广^H^制的无中心通信系统，所述公用 信道可以是一个或多个，其特征在于，当所述公用信道多于一个时，其中的一 个为专用控制信道，其余的为候选公用信道。发送过程中，发送设备首先发送 由一个专用控制信道传输的指令信息，并且在这个信令中约定即将跳转到的下 一个候选公用信道，在该候选公用信道继续发送包含自定义信息的部分或在该 候选公用信道进行通话等。各候选公用信道的使用权限可以不一样。
9、 根据权利要求1至8任一项所述的广#^制的无中心通信系统，其特征在如初始周期，周期控制策略，信道使用权限等。
10、 根据权利要求1至9任一项所述的广播体制的无中心通信系统，包含具 有管理功能的管理设备，其特征在于，管理设备具有接收所有广播信息的权限， 并能通过发送管理信息使特定发送设备不能正常工作。
全文摘要
本发明涉及一种广播体制的无中心通信系统，具体说涉及一种在没有基站或其他转发设备控制情况下多个发送设备频繁地“周期性地”使用公用信道向接收设备发送长期固定或短期固定广播信息的无中心通信系统。所述广播信息可以是发起呼叫或者响应呼叫时由设备自动产生的呼叫广播信息，也可以是包含用户自定义信息的广播信息，如商业广告、社区公告、安全警报、卫生通告、个人信息等。系统通过设计控制策略来提高系统容量和通信效能，同时给出一些典型的应用。这些应用的特点是公用信道使用频率高，同时允许一定的失败概率。本发明同时也提供一种对传统无中心多信道选址移动通信系统呼叫发起过程进行改进的控制策略，使其具有更高的可通性，增大系统的容量。
文档编号H04B5/00GK101227208SQ200710062798
公开日2008年7月23日 申请日期2007年1月17日 优先权日2007年1月17日
发明者斌 张, 张登科 申请人:张登科