[发明专利]一种基于射频转发的低延时多节点实时无线网络传输方法

说明书

本发明公开了一种基于射频转发的低延时多节点实时无线网络传输方法，该方法首先将发射终端节点划分区域，为每个区域配置射频转发中继，之后分别确定发射终端与射频转发中继的发射频段，利用频分复用方式为各节点，各区域配置发射频点，接着利用发射终端、射频转发中继和多通道并行接收基站组成的三级传输网络进行实时信号传输。本发明公开的实时无线网络传输方法，能够在接近零延时下实现多节点数据的实时无线传输，并在保证信号传输性能的同时，降低网络硬件开销，具有实用性。

技术领域

本发明属于无线通信网络领域，尤其涉及一种基于射频转发的低延时多节点实时无线网络传输方法。

背景技术

当期主流的多节点无线传输网络主要有4G/5G无线移动通信、WIFI无线局域网和ZigBee无线传输网这几种，这些无线传输网络均具备大数据量的无线传输能力，并且广泛应用在工业无线测量领域。但上述网络并不适用于对数据传输实时性要求很高的场景中，特别是一些要求数据传输时延小于1ms的应用场合，具体原因如下：

4G/5G无线移动传输网络的上行链路采用时分复用方式，单个用户的最小时间时隙为0.5ms，多用户主要通过时时隙分配的方式实现多节点数据传输，该无线网的传输延时与用户数量相关，当用户数较多时，传输延时一般在几十毫秒级，而且受最小时隙和有限带宽的限制，4G/5G无线移动通信网络很难实现大容量数据的实时无线传输。

WIFI无线局域网通信方式，主要包括802.11a/b/g/n，该方式具备更宽的频谱资源，包括2.4GHz频段和5GHz频段，数据传输能力与4G无线移动通信网络相比较强。该网络主要采用时分和频分相结合的方式，但该无线网络可配置的频点较少，且频带之间有交叠，多节点数据传输仍然主要依靠时分复用方式，通过网络协议进行调度，该无线网络传输延时受节点数影响非常明显，节点数达到10以上时，传输延时达到数毫秒级，且不同节点的延时量存在很大的波动。

整体上，目前的主流网络传输方法主要基于时分复用为主，频分复用为辅的方式进行，无线链路的传输延时极大程度依赖时隙调度算法，造成网络传输延时大，而且随着传输节点数目的增大，网络延时呈线性增加，对于具有几十个节点的传输网络，现有的无线传输网络是无法做到网络传输延时小于1ms的强实时性要求。

因此，亟需一种低延时多节点实时无线网络传输方法实现实时的数据传输，并将网络传输延时控制到小于1ms。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于射频转发的低延时多节点实时无线网络传输方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种基于射频转发的低延时多节点实时无线网络传输方法，所述方法基于发射终端、射频转发中继和多通道并行接收基站组成的三级传输网络实现，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：将传输网络中所有发射终端节点按照位置分布划为N个区域，每个区域的发射终端节点数为M，并保证各区域间的传输隔离度；

S2：为每一个发射终端区域配置一个射频转发中继，确定射频转发中继的发射频段，根据发射频段的带宽及区域数量N，确定每个射频转发中继发射频带带宽P，且频带之间互不重叠；

S3：确定发射终端的发射频段，并为每个区域的发射终端节点分配互不重叠的发射频带，频带带宽为Q，之后每个发射终端节点发送无线信号；

S4：对每个发射终端节点进行功率调节，保证射频转发中继接收的来自各发射终端节点的信号的平均功率相对差值在3dB以内；

S5：每个射频转发中继接收与其对应的发射终端区域内的M个节点的无线信号，并对所有信号进行滤波、自动增益控制和混频处理后，将信号变频至转发中继的输出频率频带内，并将变频后的信号以无线方式发送；