[发明专利]调频频段上的应急无线通信网络技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信网络，尤其是一种调频(FM)频段的重大灾难应急无线通信网络，属于数字通信技术领域。 

背景技术

目前，全世界广播电视的数字化过程已经初步完成。数字地面电视、移动多媒体广播(CMMB)即手机电视已进入稳定发展阶段，而有线电视的数字化已商用多年。数字化带来了更高质的节目制作、发送与接收，数字化使得用户享有了更优质的用户体验。在电影、电视、手机多媒体等诸多传媒的数字化取得显著成果之时，音频广播的数字化显得相对滞后，但这也带来了一个发展契机，即音频广播领域的数字化大有可为。将数字技术应用于音频广播可以带来高稳定的接收效果和高保真的音质，同时，可以支持文字信息、电台节目信息、股票信息等诸多图文并茂的广播数据业务，从而使音频广播行业获得面貌一新的发展。 

数字音频广播最重要的两个部分是调频(FM)频段音频广播的数字化和调幅(AM)频段音频广播的数字化。在美国，HD Radio技术已经得到商用，而在欧洲，数字声音广播两大标准DAB和DRM已经推广开来。 

在FM频段，可用频谱资源为88～108Mhz，该频段被进一步划分为100Khz的整数倍频道，分配给每一个广播电台。在美国，每一个广播电台被分配了400Khz的频谱。在我国，每一个广播电台被分配了200Khz频谱。由于立体声调频信号实际带宽在150Khz以内以及广播电台之间的频谱间隔缝隙，实际上，FM频段的频谱利用率并不高，有很多频谱空洞资源可以被进一步利用。由于在相同发射功率下，FM频段本身比电视频段和移动通信频段传输距离远(相同功率的无线信号，低频信号的传播距离更远)，因此，在FM频段数字化的基础上，更加充分的利用FM频段资源用于应急通信等场合是非常有价值的。由于政策管制等原因，FM频段实际上是不允许进行非授权应用的，即便是近来发展的认知无线电技术，也需要政府许可才能使用。 

本发明公开了一种在FM频段上进行应急无线通信的网络技术。该技术利用数字化FM接收机和发射机，在授权用户的管理和控制下，有条件的使用FM频段的可用资源，从而使得FM频段可以用于重大自然灾害时的应急无线通信。 

发明内容

本发明的目的是提出一种FM频段上进行应急无线通信的网络技术，该技术利用数字化FM接收机和发射机，在授权用户的管理和控制下，有条件的使用FM频段的可用资源。 

附图说明

图1给出了中国和美国FM频段的划分示意图； 

图2给出了美国iBiquity公司的FM频段数字化方案的示例图； 

图3是基于本发明在FM频段的无线通信网络示意图； 

图4是基于本发明的数字化FM广播电台和用户设备建立无线网络的流程图； 

图5是基于本发明的FM广播电台的广播可用频谱资源信息示意图； 

图6是基于本发明的探测应答包的格式； 

图7是在具有全局同步的条件下用户设备的超帧周期划分示意图； 

具体实施方式

本发明提出了一种FM频段的无线通信网络，尤其是一种参与通信的用户设备能够在FM频段广播电台的控制下构成无线通信网络。 

本系统的一个主要用途是用于应急无线通信，作为在发生了地震等重大灾难，其他通信手段，如公共陆地移动通信网已经全部或者部分失去作用时的补充手段；另一个用途是用作物联网，比如交通广播电台将其授权频段的一部分释放出来，给用户作为车际互联，通过车际互联收集交通态势信息，并进一步通过交通台的数字化无线电广播分发给所有收听该节目的汽车和手机。 

图1(a)给出了美国FM频段的划分情况，图1(b)给出了中国FM频段的划分情况。FM频段通常为88～108MHz，在不同的国家略有差别。在美国，频道的基本划分单位为200KHz，即每个频道带宽为200KHz，在整个FM频段约可布点百余个电台频道，如图1(a)所示。在中国，允许的范围为87～108Mhz，中心频点低于88Mhz的广播电台，如FM87.6，，FM频段的基本划分单位为100Khz，在整个FM频段内不规则的分布着很多电台，电台之间的实际最小间隔为100Khz，而最大间隔在1Mhz以上，间隔300Khz的情况最常见，如图1(b)所示。