一种点对多点网络通信的中继方法及系统与流程

本发明涉及无线通信，更具体的说是涉及一种点对多点网络通信的中继方法及系统。

背景技术：

1、电波传播的特性是研究任何无线通信系统首先要遇到的问题。无线传播环境的特性不仅是所有无线通信理论研究的基础，也更直接关系到工程设计中通信设备的能力、天线高度的确定、通信距离的计算、以及为实现优质可靠的通信所必须采用的技术措施等一系列系统设计问题。

2、无线传播环境是一种随时间、环境和其它外部因素而变化的传播环境。电波不仅会随着传播的距离的增加而发生弥散损耗，并且会受到地形、建筑物的遮蔽而发生“阴影效应”，这样造成终端设备可能接收不到基站发出的信号波形，丢失了通信链路，导致系统通信性能严重下降。

3、因此，如何提供一种点对多点网络通信的中继方法及系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种点对多点网络通信的中继方法及系统，解决系统由于通信距离和环境的影响造成信号衰落而接收不到的问题，从而提高系统的传输性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种点对多点网络通信的中继方法，包括：

4、在pmp网络通信模式下，根据pmp网络系统帧结构，第二从台和第三从台同时与主台进行通信，并同时检测第二从台和第三从台是否出网，出网的从台成为未知节点重新入网，出网的从台同时接收主台和未出网的从台的信息；

5、网络进入中继通信模式，根据中继系统帧结构将未出网的从台作为中继节点，将主台作为中心节点，出网的从台作为远端节点，通信链路为中心节点与中继节点通信，中继节点与远端节点通信；

6、在中继通信模式下，中继节点和远端节点均进行定时同步和频率同步，同步完成后，中继节点和远端节点分别调整发送时隙，整个网络完成发时间调整后进入中继数据通信阶段。

7、优选地，检测第二从台和第三从台是否出网具体步骤为：

8、计算第二从台和主台的信道质量以及第三从台和主台的信道质量，包括信噪比snr和误差矢量幅度值evm，同时设置信噪比门限值snr_th和误差矢量幅度门限值evm_th；

9、判断第二从台和第三从台接收信号的质量：若第二从台或第三从台snr>snr_th，evm<evm_th，则通信正常，若snr≤snr_th，evm≥evm_th，则通信质量差，出网，snr为第二从台或第三从台的信噪比，evm为第二从台或第三从台的误差矢量幅度值。

10、优选地，中继节点和远端节点均进行定时同步和频率同步具体步骤为：

11、中继节点与中心节点通信时，中继节点定时同步到中心节点，并进行同步开窗与跟踪处理；

12、远端节点与中继节点通信时，远端节点定时同步到中继节点，并进行同步开窗与跟踪处理，同步开窗满足最大传输距离d km的时延，n为同步开窗的点数，fs为采样率，v为光速3e8m/s，d为传输距离；

13、中继节点与中心节点进行频率同步，中继节点收端进行频偏估计与补偿处理，中继节点发端以中继节点收端的频偏估计值进行发数据频偏校正；

14、远端节点与中继节点进行频率同步，远端节点收端进行频偏估计与补偿处理，远端节点发端以远端节点收端的频偏估计值进行发数据频偏校正。

15、优选地，中继节点和远端节点分别调整发送时隙具体步骤为：

16、中继节点与中心节点通信时，中继节点根据接收到的中心节点的测距信息调整发信号时隙；

17、中继节点与远端节点通信时，中继节点接收远端节点信号，中继节点计算接收到的同步信号峰值位置d1与静止状态下同步信号峰值位置d2之差，记录为dis＝d1-d2并返回给远端节点，远端节点通过接收的距离信息dis，计算测距值变量，远端节点根据测距值变量调整发时隙，整个网络完成发时间调整，进入中继数据通信阶段。

18、优选地，pmp网络系统帧结构用于pmp网络通信模式下建立数据传输时分配的下行时隙、上行时隙和测距时隙；

19、中继系统帧结构用于中继通信模式下建立数据传输时分配的中心节点发时隙、中继节点发时隙、远端节点发时隙和测距时隙。

20、一种点对多点网络通信的中继系统，包括：

21、pmp网络通信模块：用于在pmp网络通信模式下，根据pmp网络系统帧结构，第二从台和第三从台同时与主台进行通信；

22、信号检测模块：用于同时检测第二从台和第三从台是否出网，将出网的从台成为未知节点重新入网，出网的从台同时接收主台和未出网的从台的信息；

23、中继通信模块：用于网络进入中继通信模式，根据中继系统帧结构将未出网的从台作为中继节点，将主台作为中心节点，出网的从台作为远端节点，通信链路为中心节点与中继节点通信，中继节点与远端节点通信；

24、定时同步模块：用于在中继通信模式下，中继节点和远端节点均进行定时同步；

25、频率同步模块：用于在中继通信模式下，中继节点和远端节点均进行频率同步；以及

26、发时隙调整模块：用于同步完成后，在中继通信模式下，中继节点和远端节点分别调整发送时隙，整个网络完成发时间调整后进入中继数据通信阶段。

27、优选地，检测第二从台和第三从台是否出网具体步骤为：

28、计算第二从台和主台的信道质量以及第三从台和主台的信道质量，包括信噪比snr和误差矢量幅度值evm，同时设置信噪比门限值snr_th和误差矢量幅度门限值evm_th；

29、判断第二从台和第三从台接收信号的质量：若第二从台或第三从台snr>snr_th，evm<evm_th，则通信正常，若snr≤snr_th，evm≥evm_th，则通信质量差，出网，snr为第二从台或第三从台的信噪比，evm为第二从台或第三从台的误差矢量幅度值。

30、优选地，中继节点和远端节点均进行定时同步和频率同步具体步骤为：

31、中继节点与中心节点通信时，中继节点定时同步到中心节点，并进行同步开窗与跟踪处理；

32、远端节点与中继节点通信时，远端节点定时同步到中继节点，并进行同步开窗与跟踪处理，同步开窗满足最大传输距离d km的时延，n为同步开窗的点数，fs为采样率，v为光速3e8m/s，d为传输距离；

33、中继节点与中心节点进行频率同步，中继节点收端进行频偏估计与补偿处理，中继节点发端以中继节点收端的频偏估计值进行发数据频偏校正；

34、远端节点与中继节点进行频率同步，远端节点收端进行频偏估计与补偿处理，远端节点发端以远端节点收端的频偏估计值进行发数据频偏校正。

35、优选地，中继节点和远端节点分别调整发送时隙具体步骤为：

36、中继节点与中心节点通信时，中继节点根据接收到的中心节点的测距信息调整发信号时隙；

37、中继节点与远端节点通信时，中继节点接收远端节点信号，中继节点计算接收到的同步信号峰值位置d1与静止状态下同步信号峰值位置d2之差，记录为dis＝d1-d2并返回给远端节点，远端节点通过接收的距离信息dis，计算测距值变量，远端节点根据测距值变量调整发时隙，整个网络完成发时间调整，进入中继数据通信阶段。

38、优选地，pmp网络系统帧结构用于pmp网络通信模式下建立数据传输时分配的下行时隙、上行时隙和测距时隙；

39、中继系统帧结构用于中继通信模式下建立数据传输时分配的中心节点发时隙、中继节点发时隙、远端节点发时隙和测距时隙。

40、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种点对多点网络通信的中继方法及系统，解决系统由于通信距离和环境的影响造成信号衰落而接收不到的问题，从而提高系统的传输性能。