[发明专利]一种异构传输介质中信号分集合并传输的方法及系统

说明书

本发明涉及一种异构传输介质中信号分集合并传输的方法及系统，属于物联网通信领域。该系统包括帧结构模块、数据调制模块、传输介质模块、帧同步及SNR计算模块、帧数据体合并模块、数据解调判决模块和帧数据体解码模块；该方法包括发送端数据处理和接收端数据处理；其中，发送端数据处理包括帧结构构造和数据调制；接收端数据处理包括帧同步和SNR计算、帧数据体合并以及数据解调和帧数据体解码。本发明将传输的物联网帧数据通过不同的传输介质进行传输，在接收端利用帧头进行定时同步和信噪比计算，然后将不同传输介质接收到的帧数据体进行分集合并，从而提高了通信成功率。

技术领域

本发明属于物联网通信领域，涉及物联网中多种传输介质共存的传输环境下，对不同传输介质进行信号分集合并的方法及系统。

背景技术

随着移动通信技术的发展，无线通信技术在物联网中得到广泛应用，但是物联网对通信技术有着特殊的要求。

首先，物联网系统需要传输的数据量比较小，实时性要求不高，所以在具体使用场景中，物联网系统也很难获得稳定的频率资源，不同物联网设备只能采用载波侦听多路访问(简称：CSMA)竞争方式使用无线通信资源。其次，物联网系统中可以使用的通信传输介质比较多，但是这些传输介质大多不是专门为通信系统设计，通信效果不理想，例如使用电力线进行信号传输时，信号损耗大并且干扰比较严重。最后，物联网数据传输一般都是偶发性和零星状态发送，所以在物联网通信系统中，不可能像公众移动网一样存在同步信号，发送数据时候需要进行随机过程，无线资源也需要进行严格划分和使用要求。

正因物联网应用存在如此多的特殊需求，物联网通信系统和公众移动通信网络系统有本质区别。通常物联网系统采用CSMA方式共享使用资源，并且采用独立的突发(Burst)方式进行传输。在物联网系统中，为了支持共享和小数据量业务，一般采用Burst方式进行传输，一般的Burst的结构如图1所示。

数据传输都以帧突发(Burst)方式进行传输，一个帧突发包括一个完整的帧结构，其中发送端和接收端都已知帧头信息，用于接收端进行帧搜索，完成定时同步以及信道估计等等。帧数据体用于承载通信传输数据，传输数据可以是业务数据或信令数据。

由于物联网通信环境比较恶劣，通信传输介质都是就地取材，不是专门为通信系统使用而设计，例如在电力线上进行数据传输，由于电力线系统的阻抗变化大，并且随机变化范围大，不同电力线节点对信号损耗严重，此外电力线上的各种电器设备对通信也存在影响，这些都限制电力线系统的应用和推广。在物联网系统中，采用无线传输方式也存在诸多局限，物联网系统很难获得专有频段，只能使用共享频段，也就是国家无线管理局分配的指定公用频段，多种物联网系统共享使用这些频段，例如中国ISM 470MHz到510MHz频段就是一个公共频段，该频段上有调频广播，对讲机以及LoRa系统，此外还可以用于宽带和窄带电力抄表，所以不可避免地存在多系统共享频段的干扰，严重影响了通信质量。

对于以上种种通信不利因素，物联网系统中通常只能采用加大发射功率、增加重传次数以及缩短通信距离的方式来减少不利影响，并且在某些时段或某些环境只能使用其中一种或几种传输介质进行通信。

为了进一步提高传输的可靠性，目前物联网系统中亟需一种能够同时且高效支持多种传输介质的传输方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种采用异构传输介质分集合并传输的方法，在异构传输介质的物联网系统中，将传输的物联网帧数据(包括帧头和帧数据体)通过不同的传输介质进行传输，在接收端利用帧头进行定时同步和信噪比计算，然后将不同传输介质接收到的帧数据体进行分集合并，从而提高通信成功率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种异构传输介质中信号分集合并传输的系统，如图2所示，包括帧结构模块、数据调制模块、传输介质模块、帧同步及SNR计算模块、帧数据体合并模块、数据解调判决模块和帧数据体解码模块；