一种微功率无线通信中多信道协同工作方法
【专利摘要】本发明涉及微功率无线通信领域，尤其涉及一种微功率无线通信中多信道协同工作方法，它主要包括八个步骤，采用这种方法进行通信通信可靠性较高且成本较低。
【专利说明】一种微功率无线通信中多信道协同工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微功率无线通信领域，尤其涉及一种微功率无线通信中多信道协同工作方法。
【背景技术】
[0002]微功率无线通信系统中，通常由微处理器控制射频模块实现数据帧的收发，数据帧的格式通常为:前导码+同步字+数据+校验码，即前导码最先发送，接下来依次为同步字、数据、校验码，前导码用于接收端的数据帧同步。
[0003]通常发送端和接收端各有一个射频模块用于数据帧的发送和接收。现有技术在微功率无线通信过程中，发送端和接收端会约定一个固定的通信频率，接收端在空闲时一直处于接收状态。发送端通过射频模块发出数据帧，接收端的射频模块一旦检测到前导码和同步字，就接收数据帧的数据和校验码。
[0004]在微功率无线通信中，由于无线信号易受环境的影响，若发送端和接收端只使用一个信道进行通信，且该信道正好受到干扰，则通信成功性会比较差，系统的抗干扰能力会比较低，可靠性比较差。若要使用多个信道进行通信，现有的方法常常为增加发送端和接收端射频模块的数量 ，分别负责多个信道射频信号的收发。但是这种方法显著增加了系统的成本。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:提供一种通信可靠性较高且成本较低的微功率无线通信中多信道协同工作方法。
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种微功率无线通信中多信道协同工作方法，它包括以下步骤:
(1)、在无线通信的发送端与接收端之间设置N个信道，所述信道的信道号依次为0，1，2，…，N-1，且所述N个信道的通信频率各不相同；
(2)、发送端在每一次发送数据帧前，首先对N个信道逐一进行干扰扫描，然后选择一个干扰较小的信道作为发送信道；
(3)、在接收端内部设定一个定时器,所述定时器的定时周期为T2；
(4)、接收端初始随机选择一个信道号作为一个工作信道号；
(5)、设置接收端射频模块的工作频率为工作信道号对应的频率；
(6)、启动定时器，若在T2时间内没有检测到前导码，则暂停定时器，然后工作信道号加1，若工作信道号变成N，则更改工作信道号为0，然后跳转到步骤(5);若在T2时间内检测到前导码，则暂停定时器，锁定当前的工作信道，并且再检测数据帧的同步字；
(7)、若检测到同步字，则进行数据接收，且在数据接收完毕后跳转到步骤(4);
(8)、若没有检测到同步字，则工作信道号加1，若工作信道变成N，则更改工作信道号为0，然后跳转到步骤(5)。[0007]所述步骤(2)中的对N个信道逐一进行干扰扫描，然后选择一个干扰较小的信道作为发送信道包括以下步骤:
A、发送端随机选择一个信道号为工作信道号；
B、设置发送端射频模块的工作频率为工作信道号对应的工作频率；
C、打开射频模块进行干扰接收；
D、检测所述工作信道号对应的信道的场强；
E、若检测到的场强小于设定值，则认为这个工作信道号对应的信道干扰较小，然后直接选择这个工作信道号对应的信道进行数据帧的发送，当数据帧发送完毕后跳转到步骤A ；
F、若检测到的场强大于设定值，则认为这个信道的干扰较大，然后对这个信道的工作信道号加1，若工作信道号变成N，则更改工作信道号为0，然后跳转到步骤B。
[0008]接收端射频模块检测前导码的时间为T3以及接收端微处理器处理时间为T4，且所述 T2 ^ T3+T4。
[0009]发送端发出一个数据帧的前导码的时间为Tl，所述Tl≥(N+1)*T2。
[0010]采用以上方法与现有技术相比，本发明具有以下优点:通过干扰扫描选择一个干扰较小的信道发送数据帧，然后发送数据帧，然后再通过使用不同信道频率对数据帧的前导码进行检测，当检测到前导码时，对当前信道频率进行锁紧，最终完成接收，这样就相当于可以采用多信道协同工作，有效的避免了只有一个信道时，信道收到干扰的情况下通信不可靠的问题，而且不需要在每个信道上都设置射频模块，只有一对射频模块就能实现多信道协同工作，这样不会增加原先的成本，成本较低。
[0011]并且通过检测信道场强来判断信道的受干扰程度，并且只要检测到信道收干扰程度较小，就马上采用这个收干扰程度较小的信道来发送数据帧，这样发送的可靠性较高。
[0012]将定时周期T2设定成大于等于接收端射频模块检测前导码的时间T3与接收端微处理器处理时间T4之和，这样不会因为没有检测处理完前导码而认为没有检测到前导码，减少了误差的可能性。
[0013]将发送端发送前导码的时间设置成大于等于(N+1)个定时周期，这样可以防止检测不到前导码。
【具体实施方式】
[0014]以下结合【具体实施方式】对本发明做进一步描述，但是本发明不仅限于以下【具体实施方式】。
[0015]一种微功率无线通信中多信道协同工作方法，它包括以下步骤:
(1)、在无线通信的发送端与接收端之间设置N个信道，所述信道的信道号依次为0，1，2，…，N-1，且所述N个信道的通信频率各不相同；
(2)、发送端在每一次发送数据帧前，首先对N个信道逐一进行干扰扫描，然后选择一个干扰较小的信道作为发送信道；
(3)、在接收端内部设定一个定时器,所述定时器的定时周期为T2；
(4)、接收端初始随机选择一个信道号作为一个工作信道号；
(5)、设置接收端射频模块的工作频率为工作信道号对应的频率；(6)、启动定时器，若在T2时间内没有检测到前导码，则暂停定时器，然后工作信道号加1，若工作信道号变成N，则更改工作信道号为O，然后跳转到步骤(5);若在Τ2时间内检测到前导码，则暂停定时器，锁定当前的工作信道，并且再检测数据帧的同步字；
(7)、若检测到同步字，则进行数据接收，且在数据接收完毕后跳转到步骤(4);
(8)、若没有检测到同步字，则工作信道号加1，若工作信道变成N，则更改工作信道号为O，然后跳转到步骤(5)。
[0016]所述步骤(2)中的对N个信道逐一进行干扰扫描，然后选择一个干扰较小的信道作为发送信道包括以下步骤:
Α、发送端随机选择一个信道号为工作信道号；
B、设置发送端射频模块的工作频率为工作信道号对应的工作频率；
C、打开射频模块进行干扰接收；
D、检测所述工作信道号对应的信道的场强；
Ε、若检测到的场强小于设定值，则认为这个工作信道号对应的信道干扰较小，然后直接选择这个工作信道号对应的信道进行数据帧的发送，当数据帧发送完毕后跳转到步骤A ；
F、若检测到的场强大于设定值，则认为这个信道的干扰较大，然后对这个信道的工作信道号加1，若工作信道号 变成N，则更改工作信道号为0，然后跳转到步骤B。
[0017]接收端射频模块检测前导码的时间为Τ3以及接收端微处理器处理时间为Τ4，且所述 Τ2 ^ Τ3+Τ4。
[0018]发送端发出一个数据帧的前导码的时间为Tl，所述Tl≤(Ν+1)*Τ2。
[0019]设定无线通信发送端与接收端支持4个信道协同工作，信道号依次为0，1，2，3， 首先在发送端:对4个信道逐一进行干扰扫描，即首先可以随机选取一个，如随机选取
2号信道，然后将发送端的射频模块的频率调到2号信道对应的频率，然后开启这个射频模块进行干扰接收，此时会有各种干扰信号被接收，然后再检测收到干扰后的信道的场强值，若检测到的场强值大于设定的场强值，则认为这个2号信道受干扰较大，然后转换到3号信道继续进行场强值检测，若检测到3号信道的场强值小于设定值，则可以直接选择3号信道作为我们的发送信道，然后可以开始将数据帧通过频率调到3号信道对应的频率的射频模块发出，
在接收端，当接收端处于空闲状态下时是在一直进行信道扫描的，并且检测是够接收到前导码:具体是首先随机选取一个信道号，作为工作信道号，假设选择2号信道作为工作信道，则之后将发送端的射频模块的频率改成2号工作信道的，然后再开启定时器进行检测，因为我们发送端是采用3号信道发送信号的，所以此时接收端采用2号信道是检测不到前导码的，所以此时我们就需要暂停定时器，然后将工作信道转换成3号信道，并且将接收端的射频模块的频率转化为3号信道的频率，再开启定时器进行检测，因为现在发送端与接收端射频模块的频率是一样的，所以此时接收端是可以检测到前导码的，这样当检测到前导码时，马上暂停定时器，并且锁紧工作信道，即锁定3号信道，这样接收端的信号暂时就不会更改了，然后再检测一下前导码后的同步字，如果也能检测到同步字，则说明接收端是接收到了发送端发出的正确的数据帧，这样就可以执行接下来的数据接收了，当数据接收完毕后可以撤销信道锁定，然后重新选择工作信道，即重新去接收发送端发送过来的另外的数据帧，因为不同的时刻，受到干扰的信道不同，所以当发送下一个数据帧时，发送端可以已经更换了信道，所以接收端接收数据帧也需要更换信道。
【权利要求】
1.一种微功率无线通信中多信道协同工作方法，其特征在于:它包括以下步骤: (1)、在无线通信的发送端与接收端之间设置N个信道，所述信道的信道号依次为O，1，2，…，N-1，且所述N个信道的通信频率各不相同； (2)、发送端在每一次发送数据帧前，首先对N个信道逐一进行干扰扫描，然后选择一个干扰较小的信道作为发送信道； (3)、在接收端内部设定一个定时器,所述定时器的定时周期为T2； (4)、接收端初始随机选择一个信道号作为一个工作信道号； (5)、设置接收端射频模块的工作频率为工作信道号对应的频率； (6)、启动定时器，若在T2时间内没有检测到前导码，则暂停定时器，然后工作信道号加1，若工作信道号变成N，则更改工作信道号为O，然后跳转到步骤(5);若在T2时间内检测到前导码，则暂停定时器，锁定当前的工作信道，并且再检测数据帧的同步字； (7)、若检测到同步字，则进行数据接收，且在数据接收完毕后跳转到步骤(4); (8)、若没有检测到同步字，则工作信道号加1，若工作信道变成N，则更改工作信道号为O，然后跳转到步骤(5)。
2.根据权利要求1 所述的一种微功率无线通信中多信道协同工作方法，其特征在于:所述步骤(2)中的对N个信道逐一进行干扰扫描，然后选择一个干扰较小的信道作为发送信道包括以下步骤: A、发送端随机选择一个信道号为工作信道号； B、设置发送端射频模块的工作频率为工作信道号对应的工作频率； C、打开射频模块进行干扰接收； D、检测所述工作信道号对应的信道的场强； E、若检测到的场强小于设定值，则认为这个工作信道号对应的信道干扰较小，然后直接选择这个工作信道号对应的信道进行数据帧的发送，当数据帧发送完毕后跳转到步骤A ； F、若检测到的场强大于设定值，则认为这个信道的干扰较大，然后对这个信道的工作信道号加1，若工作信道号变成N，则更改工作信道号为O，然后跳转到步骤B。
3.根据权利要求1所述的一种微功率无线通信中多信道协同工作方法，其特征在于:接收端射频模块检测前导码的时间为T3以及接收端微处理器处理时间为T4，且所述T2 ≥ T3+T4。
4.根据权利要求1所述的一种微功率无线通信中多信道协同工作方法，其特征在于:发送端发出一个数据帧的前导码的时间为Tl，所述Tl≥(N+l) *T2。
【文档编号】H04L1/00GK104022849SQ201410278745
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月21日 优先权日:2014年6月21日
【发明者】陈杰, 乌宇杰, 姜洪浪, 罗冉冉, 田成明 申请人:宁波三星电气股份有限公司, 中国电力科学研究院