[发明专利]一种用于无线通信的中继装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信中的中继技术，具体涉及一种预矫正载波频偏和定时频偏的多跳多点网状中继装置和方法。

背景技术

无线通信网络存在的高数据率带宽和高可靠性的矛盾，既要保证用户有足够高的数据率带宽，又要满足传输距离和覆盖效果的要求。因此，发展无线通信网络需要综合运用各种技术手段，针对不同应用需求采取不同的核心技术手段，解决不同区域、不同用户群对带宽及业务的不同需求，达成无线通信网络的高可靠性和安全性。

中继是作为扩大通信覆盖范围的主要手段之一。无线通信系统由多个终端节点组网构成，终端的随机移动、节点的随时开机和关机、无线发信装置发送功率的变化、无线信道间的相互干扰以及地形等综合因素的影响，终端间通过无线信道形成的网络拓扑结构随时可能发生变化，而且变化的方式和速度都是不可预测的。传统的中继技术需要进行路由来选择中继线路，每一级均只有一个节点进行中继，中继线路中任意节点的移动、断线都会影响中继的质量与连通性，从而导致重复性的搜索和更新中继线路，降低了系统的可靠性与有效数据带宽。

无线信道本身的物理特性决定了中继网络带宽比有线信道要低很多，而竞争共享无线信道产生的碰撞、信号衰减、噪音干扰及信道干扰等因素使得移动终端的实际带宽小于理论值。由于终端的发射功率和覆盖范围有限，当终端要与覆盖范围之外的终端进行通信时，需要利用中间节点进行中继转发。传统无线通信电台一般不具备中继功能，已有的中继功能的无线通信电台是一个网络层的多跳单点线状中继，通过网络层协议来选择路由线路进行中继。同时，中继网络一般会有控制节点，用于控制中继节点的选择方式与路由方式，当控制节点出现故障或离开网络时，系统会无法正常运行。

发明内容

至少为了解决上述问题中的一种或多种，本发明提出了一种用于无线通信的中继方法，将数据信息的接收、发射、中继等处理统筹规划、自动判决、多点中继，实现无线信号的传播、覆盖和中继，完成语音、数据、视频等数据信息的无误传输。解决了目前无线通信领域传输距离受限和覆盖效果差的难题，并且具有抗干扰能力强，大大提高了在一个特定区域内的无线接入范围。本发明还提出了一种用于无线通信的中继装置，通过该装置可以完成多点同步中继并形成中继网络。与一般网络中的路由中继不同，本发明提出的中继网络的多跳路由是由普通节点共同协作完成的，而不是由专门的路由设备完成的,所有节点可直接根据底层信道传输特性选择是否参与中继转发。本发明实施例方法将载波频偏和定时频偏进行预先矫正，任意节点可以接收处理来自多个节点同时转发的同一信号，将这些来自不同节点转发的信号进行信号合并，最大可能的解调原始信息。因此具有更大的传输距离和更高的传输可靠性。

在本发明的一个优选实施例中，本发明提出了一种用于无线通信的中继方法，其特征在于它包括以下步骤：

1）发射节点将数据信息进行基带信号发射处理后上变频到射频载波上去，在时隙1发射；

2）中继节点接收来自发射节点或上级中继节点的射频信号后下变频到基带，进行基带信号接收处理后还原数据信息，并进行载波频偏估计和定时频偏估计，进行是否中继的判决；

3）判决需要中继的节点对所需中继的数据信息进行基带信号发射处理后，预先矫正载波频偏和定时频偏，并上变频到射频载波上去，在下一个时隙发射；

4）接收节点接收来自一个或多个中继节点的射频信号后下变频到基带，进行基带信号接收处理后还原数据信息。

上述用于无线通信的中继方法所述的是否中继的判决方法为：当还原的数据信息无误并且接收信号质量达到预设标准后才进行中继。

上述用于无线通信的中继方法所述的数据信息无误判断标准为：CRC校验是否成功、解码的迭代次数是否达到最大迭代次数。

上述用于无线通信的中继方法所述的接收信号质量为接收信号场强、译码迭代次数和同步跟踪精度的一种或多种的组合。

上述用于无线通信的中继方法所述的载波频偏估计方法为导频估计法或帧同步序列相关估计法，其中，导频估计法即在导频处的相位偏移的递增量统计除以导频递增数得到载波频偏估计；帧同步序列相关估计法即利用本地帧同步序列与接收到的帧同步序列做相关运算后，通过相邻两个相关峰的相位偏移除以相邻两个相关峰的距离即可得到载波频偏估计。