一种具备多接收通路的自组网中继台互联方法与流程

1.本发明涉及数字对讲领域，尤其涉及一种具备多接收通路的自组网中继台互联方法，该方法针对多跳自组网窄带pdt中继台。


背景技术：

2.在数字对讲领域中，由于手持台体积重量和天线长度限制，无法进行长距离通信，往往需要中继台或者基站转发信号对通信距离进行拓展。在实践中，基站具有容量大，多基站互联便利，覆盖效果好，调度能力强等优势，但是劣势也十分明显，大部分基站只能固定地点使用，需要预先开通和设置，投资大，使用复杂，移动性不好。在实际的应急和任务型应用中，如果话务量不高，往往使用中继台进行拓展，中继台具备成本低、开机即用，业务操作简单，重量轻等特点，非常便于架设和转移，深受应急等领域欢迎。
3.从现在实际使用中，单个中继台已经逐步无法满足数字对讲领域需求，自组网多跳中继台逐步兴起。传统多跳中继台采用多个中继台共用25k hz宽信道或双接收通路接收两个频点的方法，简单通过时隙和信道的组合进行中继台区分和转发，信道处理和协商机制孱弱，当中继台数量较多的情况下，无法避免同频同时多个中继台发射的情况；在使用中灵活度也很低，当中继台处于动态场景且互相接近的情况下，一般只有中继台之间少于等于3跳才能可靠通信。


技术实现要素：

4.目前较为流行的固定双频点自组网中继台需要解决同频点多设备发射问题，中继台具有最大组网数量限制，当同一空间中中继台数量超过两个时，需要同播或者协商，当超过4个时，无法避免空间共存的头尾链路中继台同时发射导致的信号冲突问题。因此技术复杂、效果较差是现有窄带自组网中继台的通病。
5.为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种具备多接收通路的自组网中继台互联方法。
6.本发明采取的技术方案是：一种具备多接收通路的自组网中继台互联方法，所述方法有以下步骤：第一步：用户约定一个信道频点为公共信道频点，为参与作业的若干中继台分配预先配置公共信道频点和一个业务信道频点，为每个中继台内置转发条件判断规则列表和定时器参数。
7.第二步：所述每个中继台和若干手持台配置为一个班组，每个班组内所有手持台和同班组的中继台守候于所述分配的业务信道频点。
8.第三步：所述中继台在工作地点启动并加载配置参数，完成后开始自组网过程，自组网过程包含如下子流程：发送自组网广播消息、接收自组网广播消息、邻站列表和扫描列表维护。
9.第四步：所述中继台在自组网过程开始后，并行开始业务转发过程，业务转发过程
包含如下子流程：固定频点接收业务、扫描接收业务、业务消息转发。所述中继台设有大于等于三路接收通路和一个分路电路的接收单元，其中一个接收通路驻留在所述公共信道，用于接收邻近中继台自组网广播消息；另一个接收通路驻留在所述业务信道，用于接收手持台业务信号；剩余接收通路用于扫描并接收扫描列表中的业务信道频点；分路电路将接收信号分到各个接收通路。
10.所述中继台设有一个具有发射通路的发射单元。
11.所述中继台设有由用于处理解析的协议处理模块和用于存储参数的存储模块构成的基带单元。
12.所述每个中继台配置两个工作频点，一个频点为公共信道频点，用于每个中继台间发送自组网广播消息；所述参与作业的所有中继台的公共信道频点设定一致；另一个频点为业务信道频点，用于中继台和手持台间通信业务，所有中继台业务信道频点设定各不相同；所述中继台通过公共信道频点广播自身编号和业务信道频点信息，接收到所述自组网广播消息的中继台将所含有的业务信道频点列入扫描列表。
13.所述中继台通过接收自身业务信道频点或扫描所述扫描列表中的业务信道频点获取业务消息，并将业务消息转发给守候在所述业务信道频点的手持台。
14.所述中继台维护的邻站列表是以在公共信道收到的自组网广播消息所携带的中继台的编号作为条目，条目内容包含中继台编号、上次活跃时间、业务信道频点；所述中继台在运行过程中维护邻站列表信息，维护行为包括添加新的中继台信息、删除超时的中继台信息和更新中继台活跃时间信息；中继台根据邻站列表生成所述扫描列表。
15.所述中继台采用固定频点接收和扫描接收结合的接收方式；中继台对于公共信道频点和自身业务信道频点采用固定频点接收的方式进行接收，对于扫描列表中的中继台业务频点采用扫描方式进行接收。
16.第三步中，所述发送自组网广播消息子流程执行以下操作：a1、设定定时器；a2、等待所述定时器超时后，所述中继台在公共信道上发射所述广播消息；a3、发射自组网广播消息后返回步骤a1。
17.第三步中，所述接收自组网广播消息子流程执行以下操作：d1、所述中继台启动第一接收通路，守候于公共信道等待接收自组网广播消息；d2、所述中继台收到自组网广播消息后，中继台的协议处理模块对自组网广播消息进行处理，解析出发射方中继台编号和信道信息；d3、根据转发条件判断规则列表判决所述中继台收到自组网广播消息是否需要更新到所述邻站列表，如果符合判决条件需要更新，则将更新消息发给邻站列表和扫描列表维护子流程，否则抛弃所述中继台收到的自组网广播消息；然后返回步骤d1。
18.第三步中，所述邻站列表和扫描列表维护子流程执行以下操作：a、所述中继台启动后，创建空的邻站列表和扫描列表；b、所述中继台按照设定更新定时器；c、所述中继台等待更新定时器超时或者自组网接收子过程发来的更新消息；d、如定时器超时，所述中继台则对邻站列表进行维护，具体行为是遍历邻站列表中的条目，检查其上次活跃时间，如上次活跃时间距离本次维护时间超过不活跃定时器参
数，则在邻站列表中删除所述中继台条目，将所述中继台业务信道频点从所述扫描列表中删除；e、操作完成后，所述中继台重新设定更新定时器，然后返回步骤c；f、如果所述中继台收到更新消息，则根据所述更新消息，检查邻站列表中是否存在符合自组网广播消息中所携带中继台编号的中继台条目，如果存在所述中继台条目，则更新上次活跃时间，如果不存在所述中继台条目，则创建中继台条目，并将业务信道频点更新入所述扫描列表；处理完毕后返回步骤c。
19.第四步中，所述固定频点接收业务子流程执行以下步骤：b1、所述中继台中的第二接收通路在业务信道守候，进入接收状态；b2、所述第二接收通路接收到业务消息后，将业务消息发送给协议栈进行判决；b3、所述协议栈依照pdt协议和转发条件判断规则列表判断是否应该转发接收到的业务消息，如果符合转发条件，则执行业务消息转发子流程；如果不符合转发条件，所述第二接收通路返回步骤b1继续接收。
20.第四步中，所述扫描接收业务子流程执行以下操作：a、所述剩余接收通路读取扫描列表，判断是否能够获取下一个待扫描频点；b、所述剩余接收通路如果不能获取下一个待扫描频点，则休眠后，返回到步骤a；c、所述剩余接收通路中的任一接收通路如果能够成功获取下一个扫描频点，则切换到所获得扫描频点，并标记所获得扫描频点为“正在扫描”，正在扫描的频点不能被其他接收通路从扫描列表中获得；d、所述任一接收通路保持接收状态，以接收当前信道业务消息；e、所述任一接收通路如未收到业务消息，则去除“正在扫描”标记，返回步骤a，如收到业务消息，则进行步骤f；f、所述任一接收通路将收到的业务消息发送给协议栈，协议栈判断收到的业务消息是否符合转发条件，如不符合转发条件，则去除“正在扫描”标记，返回步骤a，如符合转发条件，则进行业务消息转发子流程，转发结束后，去除“正在扫描”标记，返回步骤a。
21.第四步中，所述业务消息转发子流程执行以下操作：c1、所述中继台的基带单元将收到的业务消息解析校验后，进行重新封装，发送到所述的发射通路；c2、所述发射通路在所述中继台设置的业务信道上转发解析校验后业务消息；c3、所述中继台对解析校验后业务消息是否为业务终止消息进行判断，当收到业务消息的接收通路收到业务终止消息，则停止发射通路转发，并结束转发子流程；如果收到的解析校验后业务消息不是业务终止消息，则返回步骤c1。
22.本发明产生的有益效果是：采用多个中继台不需要提前配对或者组合，只需要写入相同的公共信道就实现业务互通，也可通过写入转发规则来指定或者拒绝指定一个或一组设备（含中继台和手持台）或业务（含语音和短信），控制转发范围，具有极好的灵活性。
23.本方法不受中继台数的限制，所有配置同一公共信道频点的中继台接近即能互通，离开自然断链，使用不同的业务频点，中继台间没有同频干扰，多台中继台能够更好的在空间共存，特别适合野外大规模作业比如搜山、救火等场合使用。相比使用频点的分组方式，本方法中的转发条件判断规则列表能够从手持台号码、段队号码、中继台编号、业务类
型等多维度对业务进行控制，具有更好的灵活性。
附图说明
24.图1为本发明实施例典型应用示意图；图2为本发明实施例中继台构成框图；图3为本发明实施例中的中继台周期发送自组网广播消息子流程图；图4为本发明实施例中的中继台接收自组网广播消息子流程图；图5为本发明实施例中的中继台进行邻站列表和扫描列表维护子流程图；图6为本发明实施例中的中继台进行固定频点接收业务子流程图；图7为本发明实施例中的中继台进行扫描接收业务子流程图；图8为本发明实施例中的中继台进行业务消息转发子流程图。
具体实施方式
25.以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明：本方法中的中继台设有大于等于三路接收通路的接收单元，其中一个接收通路驻留在所述公共信道，用于接收邻近中继台自组网广播消息；另一个接收通路驻留在所述业务信道，用于接收手持台业务信号；剩余接收通路用于扫描列表中的业务信道频点；分路电路将接收信号分到各个接收通路；设有一个具有发射通路的发射单元；设有由用于处理解析的协议处理模块和用于存储参数的存储单元构成的基带单元。
26.每个中继台配置两个工作频点，一个频点为公共信道频点，用于每个中继台间发送自组网广播消息；参与作业的所有中继台的公共信道频点设定一致；另一个频点为业务信道频点，用于中继台和手持台间通信业务，所有中继台业务信道频点设定各不相同；中继台通过公共信道频点广播自身编号和业务信道频点信息，接收到自组网广播消息的中继台将所含有的业务信道频点列入扫描列表。
27.中继台通过接收自身业务信道频点或扫描扫所述描列表中的业务信道频点获取业务消息，并将业务消息转发给守候在业务信道频点的手持台。
28.中继台维护的邻站列表是以在公共信道收到的自组网广播消息所携带的中继台的编号作为条目，条目内容包含中继台编号、上次活跃时间、业务信道频点；所述中继台在运行过程中维护邻站列表信息，维护行为包括添加新的中继台信息、删除超时的中继台信息和更新中继台活跃时间信息；中继台根据邻站列表生成所述扫描列表。
29.中继台采用固定频点接收和扫描接收结合的接收方式；中继台对于公共信道频点和自身业务信道频点采用固定频点接收的方式进行接收，对于扫描列表中的中继台业务频点采用扫描方式进行接收。
30.如图2所示，本方法中的中继台由基带单元、发射单元、接收单元、附属单元、天馈单元等构成。本实施例中继台的发射单元内部含有一个发射通路和收发切换开关，发射通路的输出端连接收发切换开关，用于调制中继台基带信号形成相应的射频信号并放大输出；收发切换开关负责切换使天馈单元与发射通路相通，或者使天馈单元与接收单元相通。
31.本实施例中继台的接收单元设有四路接收通路和一个分路电路，接收单元的分路电路输入端与发射单元的收发切换开关连接，分路电路将信号分给四个接收通路，接收通
路用于接收射频信号并解调，形成相应类型的基带信号；本实施例中继台接收单元能够同时接收4个频点的射频信号并转换为基带信号。发射通路的输出端连接收发切换开关，用于调制中继台基带信号形成相应的射频信号并放大输出；收发切换开关负责切换使天馈单元与发射通路相通，或者使天馈单元与接收单元相通。
32.中继台的基带单元具有配置存储能力，能够存储中继台预置频点、定时器参数和转发规则等。基带单元负责协议处理，能解析接收单元收到的信息，判断转发条件是否符合情况，并具备控制发射单元选择频点和时隙进行发射的能力。
33.中继台的天馈单元用于接收/发射射频信号。
34.中继台的附属单元包含电源和外围接口等。
35.本方法实现具备多接收通路的自组网中继台互联的运行处理步骤如下：第一步：用户约定一个信道频点为公共信道频点，为参与作业的若干中继台分配预先配置公共信道频点和一个业务信道频点，为每个中继台内置转发条件判断规则列表和定时器参数。
36.第二步：每个中继台和若干手持台配置为一个班组，每个班组内所有手持台和同班组的中继台守候于所分配的业务信道频点。
37.第三步：中继台在工作地点启动并加载配置参数，完成后开始自组网过程，自组网过程包含如下子流程：发送自组网广播消息、接收自组网广播消息、邻站列表和扫描列表维护。
38.如图3所示，中继台周期发送自组网广播消息子流程执行以下操作：a1、设定定时器；a2、等待定时器超时后，中继台在公共信道上发射所述广播消息；a3、发射自组网广播消息后返回步骤a1。
39.如图4所示，中继台接收自组网广播消息子流程执行以下操作：d1、中继台启动第一接收通路，守候于公共信道等待接收自组网广播消息；d2、中继台收到自组网广播消息后，中继台的协议处理模块对自组网广播消息进行处理，解析出发射方中继台编号和信道信息；d3、根据转发条件判断规则列表判决中继台收到自组网广播消息是否需要更新到邻站列表，如果符合判决条件需要更新，则将更新消息发给邻站列表和扫描列表维护子流程，否则抛弃中继台收到的自组网广播消息；然后返回步骤d1。
40.如图5所示，中继台进行邻站列表和扫描列表维护子流程执行以下操作：a、中继台启动后，创建空的邻站列表和扫描列表；b、中继台按照设定更新定时器；c、中继台等待更新定时器超时或者自组网接收子过程发来的更新消息；d、如定时器超时，中继台则对邻站列表进行维护，具体行为是遍历邻站列表中的条目，检查其上次活跃时间，如上次活跃时间距离本次维护时间超过不活跃定时器参数，则在邻站列表中删除中继台条目，将中继台业务信道频点从扫描列表中删除；e、操作完成后，所述中继台重新设定更新定时器，然后返回步骤c；f、如果中继台收到更新消息，则根据更新消息，检查邻站列表中是否存在符合自组网广播消息中所携带中继台编号的中继台条目，如果存在中继台条目，则更新上次活跃
时间，如果不存在中继台条目，则创建中继台条目，并将业务信道频点更新入扫描列表；处理完毕后返回步骤c。
41.第四步：中继台在自组网过程开始后，并行开始业务转发过程，业务转发过程包含如下子流程：固定频点接收业务、扫描接收业务、业务消息转发。
42.如图6所示，中继台进行固定频点接收业务子流程执行以下步骤：b1、中继台中的第二接收通路在业务信道守候，进入接收状态；b2、第二接收通路接收到业务消息后，将业务消息发送给协议栈进行判决；b3、协议栈依照pdt协议和转发条件判断规则列表判断是否应该转发接收到的业务消息，如果符合转发条件，则执行业务消息转发子流程；如果不符合转发条件，第二接收通路返回步骤b1继续接收。
43.如图7所示，中继台进行扫描接收业务子流程执行以下操作：a、剩余接收通路（接收通路3、接收通路4）读取扫描列表，判断是否能够获取下一个待扫描频点；b、剩余接收通路如果不能获取下一个待扫描频点，则休眠后，返回到步骤a；c、剩余接收通路中的任一接收通路如果能够成功获取下一个扫描频点，则切换到所获得扫描频点，并标记所获得扫描频点为“正在扫描”，正在扫描的频点不能被其他接收通路从扫描列表中获得；d、任一接收通路保持接收状态，以接收当前信道业务消息；e、任一接收通路如未收到业务消息，则去除“正在扫描”标记，返回步骤a，如收到业务消息，则进行步骤f；f、任一接收通路将收到的业务消息发送给协议栈，协议栈判断收到的业务消息是否符合转发条件，如不符合转发条件，则去除“正在扫描”标记，返回步骤a，如符合转发条件，则进行业务消息转发子流程，转发结束后，去除“正在扫描”标记，返回步骤a。
44.如图8所示，中继台进行业务消息转发子流程执行以下操作：c1、中继台的基带单元将收到的业务消息解析校验后，进行重新封装，发送到发射通路；c2、发射通路在中继台设置的业务信道上转发解析校验后业务消息；c3、中继台对解析校验后业务消息是否为业务终止消息进行判断，当收到业务消息的接收通路收到业务终止消息，则停止发射通路转发，并结束转发子流程；如果收到的解析校验后业务消息不是业务终止消息，则返回步骤c1。
45.中继台运行处理过程包含自组网过程和业务转发过程两个流程。
46.中继台加电后，首先加载存储单元内部存储的参数，参数包含中继台的两个频点、不活跃定时器参数、周期定时器参数以及转发条件判断规则列表。加载完成后，中继台开始自组网过程和业务转发过程，两个过程相互独立，同时进行。
47.自组网过程包含三个子过程，分别为：发送自组网广播消息、接收自组网广播消息、邻站列表和扫描列表维护。业务转发过程包含三个子过程，分别为：固定频点接收业务、扫描接收业务、业务消息转发。
48.本实施例典型应用场景如图1所示：在典型应用场景中，一个班组拥有一台中继台和多个手持台，用于保证该行动单
位基本通信。图1中，中继台1、手持台ms_1a、手持台ms_1b组成班组1，中继台2、手持台ms_2a、手持台ms_2b、ms_2c组成班组2，中继台n和手持台ms_na、手持台ms_nb组成班组n。
49.典型中继台1配置内容如下：配置中继台1编号为0x000001；配置中继台1公共信道频点为f1（403.025mhz）；配置中继台1业务信道频点为f2a（402.0375mhz）；配置更新定时器为20秒，不活跃定时器为5分钟。
50.配置转发条件判断规则列表，转发条件判断规则列表包含：预计接入自组网的其他中继台编号的黑白名单、源号码和目标号码的黑白名单以及业务判断规则，业务判断规则如：准许所有短消息跨中继台转发等。
51.配置手持台号码，配置手持台工作于f2a频点。
52.典型中继台2配置内容如下：配置中继台2编号为0x000002；配置中继台2公共信道频点为f1（403.025mhz）；配置中继台2业务信道频点为f2b（402.075mhz）；配置更新定时器为20秒，不活跃定时器为5分钟。
53.配置转发条件判断规则列表，转发条件判断规则列表包含：预计接入自组网的其他中继台编号的黑白名单、源号码和目标号码的黑白名单以及业务判断规则，业务判断规则如：准许所有短消息跨中继台转发等。
54.配置手持台号码，配置手持台工作于f2b频点。
55.以此类推。
56.本实施例中，中继台1的转发条件判断规则列表包含如下规则：准许编号为0x000001、0x000002、0x000003、0x000004中继台接入，禁止0x000006、0x000007中继台接入。
57.pdt段队号码（其内含被叫移动用户地址或被叫组地址）一致的业务例如：所有发给33320910号码的业务为班组内业务号码，33320910号码予以班组内转发，即仅当接收通路2收到时予以转发；33320911~33320999号码为非本中继台班组组内业务号码，所有情况不予转发；33320900~33320910号码用于中继台之间业务中转通信，接收通路2/3/4收到后均予以转发。
58.典型自组网过程如下：当一个典型的4个接收通路中继台1单独工作时，中继台1的接收通路1守候在f1频点，接收通路2守候在f2a频点，中继台1周期在f1频点上发送自组网广播消息，典型例如每1分钟发射一次，典型的自组网广播消息包括：中继台1自身编号0x000001、接收信道信息f2a频点（402.0375mhz）等。因为没有收到其他中继台的广播，接收通路3和接收通路4不进行扫描。手持台ms_1a发起被叫组号码为80020910的呼叫，占据f2a频点的一个时隙。中继台1的接收通路2收到该呼叫业务，基带模块控制发射单元在f2a频点的另一个时隙上进行转发，本实施例的时隙组织符合pdt标准要求。
59.当中继台2接近到中继台1与中继台2可以消息互通的程度，中继台2在f1频点上收到中继台1的自组网广播消息，将中继台1列入邻站列表，将f2a信道列入扫描列表，中继台2
的接收通路3驻留在f2a频点。中继台1在f1频点上收到中继台2的自组网广播消息，中继台1解析该消息，获得中继台2的编号0x000002和频点f2b，对该编号0x000002按照转发条件判断规则进行判断；因0x000002符合配置的转发条件判断规则，按照判决结果中继台1将编号0x000002和对应业务信道频点f2b存入邻站列表，将f2b频点列入扫描列表。如果中继台1收到不符合转发条件判断规则的中继台自组网广播消息，则予以抛弃，不存入邻站列表。当中继台1的扫描列表增加了f2b频点后，中继台1的接收通路3循环扫描f2b频点，接收通路4保持不扫描状态。中继台2同理以自身接收通路3扫描f2a频点。
60.当手持台ms_1a在f2a频点发起被叫组号码为33330900的语音呼叫后，中继台1在f2a频点上转发，手持台ms_1b收到该呼叫并播放语音；中继台2通过自身接收通路3收到该信号，判决该呼叫符合转发条件判断规则，则通过f2b频点发给手持台ms_2a、手持台ms_2b、手持台ms_2c，此时，中继台1的接收通路3接收到f2b频点上的业务，通过判决，发现与已经存在的发射业务相同，是自身已经在处理的业务，因此不再重复转发。当手持台ms_1a结束讲话挂机，中继台1收到呼叫结束消息（lc_terminal）时，中继台1转发该消息，在转发消息后停止转发业务，并指示接收通路3继续扫描。同理，中继台2收到该消息，也转发消息后停止转发业务，并指示接收通路3继续扫描。
61.当中继台n接近中继台2后，在f1频点，中继台n收到中继台2的自组网广播消息，并更新邻站列表和扫描列表，接收通路3驻留f2b频点，中继台2收到中继台n的自组网广播消息，接收通路3和接收通路4共同循环扫描f2a频点、f2c频点、f2d频点、f2e频点
…
f2n频点，例如：接收通路3扫描f2a频点，接收通路4扫描f2c频点，在60毫秒后，接收通路3扫描f2d频点，接收通路4扫描f2e频点，以此类推。
62.典型的多中继台扫描场景中，当中继台1的接收通路3在扫描f2d频点时，如果接收到业务消息，例如pdt语音头，其内含有被叫组号码33320910，则驻留于当前频点，并将收到的语音头报给协议处理单元。接收通路4则继续扫描f2e频点和后续频点。
63.协议处理单元经过判决后，确定该业务需要转发，则控制发射通路在f2a频点上转发该业务。当接收通路3收到业务结束消息后，协议处理单元控制发射通路停止在f2a频点上的转发，并指示接收通路3恢复与接收通路4协同扫描的状态。