[发明专利]一种基于音频中继的通信终端架构设计技术

说明书

本发明公开了一种基于音频中继的通信终端架构设计技术，包括中继模块和通信终端模块，所述中继模块包括中继信道模块和中继转发模块，所述中继信道模块包含源节点S、中继节点R和目的节点D，所述中继协同传输通过两个阶段来完成。该基于音频中继的通信终端架构设计技术通过对中继技术的分析，提出了基于中继技术的单兵背负式通讯研究设计方案，移动终端在移动过程中检测到路况信息后会主动发出组网请求，与周围单兵背负式通讯快速建立通信网络广播信息，同时每个移动终端还是中继节点，进行信息转发，这样会扩大的通信范围，构成快速、灵活的通信局域网，并会随着单兵背负式通讯数目的增多而扩大。

技术领域

本发明涉及通信终端技术领域，尤指一种基于音频中继的通信终端架构设计技术。

背景技术

单兵背负式通讯，又叫自由卫士。“自由卫士“是一款单兵背负式卫星电话，基于海事卫星第四代网络，配有专业的防水等级的通话手柄，行军过程中可以时刻保持通讯的畅通，可以拨打或接听任何一次来电，无论是训练还是救援都能时时刻刻保持通讯的畅通。国内外越来越多的研究人员针对移动过程中联网实验平台进行了研究，但大多数是对道路协同通信方面的研究。现有的利用ZigBee的功耗低、传输时延短和树型网络拓扑结构设计了移动的通信平台，仅能实现跟路边设施简单通信，且成本高，不适合大规模推广，而且还需要路边设施支持，效率低、成本太高，另外，基于GPS/GPRS设计的定位终端，利用GPS定位技术实现单向通信，不能实现移动中背负式单兵之间的信息交互。 如何实现车辆之间的高效率、高质量通信是可背负式单兵移动中联网的核心。因此，需要一种可背负式单兵移动中使用的具备音频中继功能的通信终端架构。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供一种基于音频中继的通信终端架构设计技术来解决上述背景技术中提出的问题。具体如下： 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于音频中继的通信终端架构设计技术，包括中继模块和通信终端模块，所述中继模块包括中继信道模块和中继转发模块，所述中继信道模块包含源节点S、中继节点R和目的节点D，所述中继协同传输通过两个阶段来完成，两个阶段具体步骤如下： 第一阶段：源节点S以广播方式发送信号，中继节点R与目的节点D均接收信号，即S→(R，D)，这通常被称为广播阶段。 第二阶段：源节点S和中继节点R发送信号，目的节点D接收信号，即(S，R)→D，这一阶段被称为中继转发阶段。 进一步的，所述中继转发模块根据中继节点对接收到的源节点信号处理方式的不同，设置有解码转发和放大转发两种中继处理方式。 进一步的，所述通信终端由ARM主控制器、传感器模块、GPS模块、无线模块、显示模块、语音模块和电源模块组成。进一步的，所述通信终端包括以下步骤： （1）利用传感器模块获取道路状况信息和单兵背负式通讯自身性能信息，并通过CAN总线传输至ARM主控制器模块； （2）ARM主控制器对信息进行分析处理，将信息进行优先级分类；同时通过无线模块与周围单兵背负式通讯建立临时移动自组织网络，广播信息给周围的单兵背负式通讯； （3）单兵背负式通讯也会接收周围的单兵背负式通讯的信息，通过ARM主控制器的数据分析、融合后做相应的信息处理，继续广播发送。 本发明具有以下有益效果：该基于音频中继的通信终端架构设计技术通过对中继技术的分析，提出了基于中继技术的单兵背负式通讯研究设计方案，移动终端在移动过程中检测到路况信息后会主动发出组网请求，与周围单兵背负式通讯快速建立通信网络广播信息，同时每个移动终端还是中继节点，进行信息转发，这样会扩大的通信范围，构成快速、灵活的通信局域网，并会随着单兵背负式通讯数目的增多而扩大，单兵背负式通讯可以接收到周围单兵背负式通讯的广播信息后，按照信息分级提前预判，重新规划路线。

附图说明

图1为本发明中继信道系统示意图； 图2为本发明无线通信终端结构图； 图3为本发明软件运行流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合，进一步阐述本发明。 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 请参阅图1-3，本发明提供的一种基于音频中继的通信终端架构设计技术，包括中继模块和通信终端模块，所述中继模块包括中继信道模块和中继转发模块，所述中继信道模块包含源节点S、中继节点R和目的节点D，所述中继协同传输通过两个阶段来完成，两个阶段具体步骤如下： 第一阶段：源节点S以广播方式发送信号，中继节点R与目的节点D均接收信号，即S→(R，D)，这通常被称为广播阶段。 第二阶段：源节点S和中继节点R发送信号，目的节点D接收信号，即(S，R)→D，这一阶段被称为中继转发阶段。 中继转发模块根据中继节点对接收到的源节点信号处理方式的不同，设置有解码转发和放大转发两种中继处理方式。 解码转发：其基本内容是在第一阶段中继节点接收源节点发送的信号之后，必须先对该信号进行解码，然后再重新编码并转发给目的节点。可见，解码转发本质上是一种数字信号处理方式。 放大转发：其基本内容是中继节点在收到第一阶段源节点发送的信号后，不对该信号进行解调，只是在简单地放大之后直接转发给目的节点。放大转发本质上是一种模拟信号处理方式。 中继技术传播范围广、速度快的特点能够适应无线网络的动态拓扑特性，使得无线网络具有良好的扩展性。将中继技术引进到单兵背负式通讯无线网络中，构成新的单兵背负式通讯自适应无线通信网络，进一步提高了通信的质量和传播范围，更加有利于单兵背负式通讯的安全。 通信终端由ARM主控制器、传感器模块、GPS模块、无线模块、显示模块、语音模块和电源模块组成。 通信终端包括以下步骤： （1）利用传感器模块获取道路状况信息和单兵背负式通讯自身性能信息，并通过CAN总线传输至ARM主控制器模块； （2）ARM主控制器对信息进行分析处理，将信息进行优先级分类；同时通过无线模块与周围单兵背负式通讯建立临时移动自组织网络，广播信息给周围的单兵背负式通讯； （3）单兵背负式通讯也会接收周围的单兵背负式通讯的信息，通过ARM主控制器的数据分析、融合后做相应的信息处理，继续广播发送。 ARM主控器选用意法半导体推出的以Contex-M4为内核的STM32-F407，主频168MHz，自带FPU和DSP指令集，两个12位转换速率为2.4MHz的AD和两个12位DA，片上集成512KB的Flash和192KB的SRAM，加密处理器(CRYP)有两个CAN控制器及高质量数字音频接口IIS和丰富的IO接口,能较好地满足单兵背负式通讯终端设计所需的内容。 通信终端的操作系统采用μC/OS－Ⅱ实时操作系统。μC/OS－Ⅱ是一种基于优先级的抢占式实时多任务操作系统，其内核小、实时性强、具有高度的可移植性，特别适合移动通信过程中的任务管理。 通信终端协同通信系统主要研究在ARM主控制器下车辆的无线组网和通信。系统的软件运行流程图如附图3所示。 单兵背负式通讯启动后各个模块初始化，加载μC/OS－Ⅱ操作系统，系统激活后检测组网信标。若有组网信标，接入周围单兵背负式通讯的自组织网络，接收网络中的消息；若无组网信标，传感器模块采集信息。主控制器对信息进行融合处理并进行信息分级，若为紧急消息，立即转发并语音播报；若为次要消息，屏幕显示并转发。消息转发过程是单兵背负式通讯在自组网内迅速广播，提高消息的传播范围。 以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。