[发明专利]一种宽带多跳无线通信系统及其无线节点装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种宽带多跳无线通信系统及其无线节点装置。

背景技术

无线系统的网络架构包括集中式网络和分布式多跳网络等。集中式网络一般网络容量较大，但由于受限于基站发射功率，网络覆盖范围一般在几公里之内；分布式多跳无线网络的各节点之间的距离相对较短，每一跳可以完成比直接通信高得多的数据传输速率，使得在长距离的端到端通信系统中同样能支持高数据传输速率，并且随着网络节点的增加，网络的覆盖范围以及灵活性也会随之增加，在一定程度上解决了集中网络覆盖范围受限的问题。

无线系统采用的网络拓扑包括点对点拓扑、总线形拓扑、星形拓扑、环形拓扑、树形拓扑、Mesh拓扑和混合拓扑等。无线网络拓扑的选择取决于无线系统的应用和地理环境。在铁路、公路沿线、河流沿岸、电力线、矿井、边防、海防等应用场景下，采用树形和链形网络拓扑的多跳中继无线通信系统具有天然的优势。

在如图1所述的树形网络拓扑中，整个网络仅有一个根节点101(位于网络最顶层)，一个或多个中间节点102，以及一个或多个末节点103。除根节点外的每个节点仅与一个父节点连接，但中间节点会与一个或多个子节点连接。每个中间节点既是其上一级节点的子节点，同时又是其下一级节点的父节点。

例如对于沿铁路、公路沿线、河流沿岸、电力线等环境部署的无线视频监控系统，信息管理系统等，需要能够提供语音通信、数据传输、视频图像等多项通信服务功能，因此系统对网络延时、网络带宽、覆盖范围和组网灵活性有着相当高的要求。目前支持树形和链形网络拓扑的无线系统，如WiFi、WiMAX(802.16d，802.16j)等，都没有提供针对上述应用的优化设计，均难以满足上述需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种宽带多跳无线通信系统及其无线节点装置，以满足系统对网络延时、网络带宽、覆盖范围和组网灵活性方面的综合要求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种无线节点装置，至少包括：数据传输控制单元、子向无线收发单元和/或父向无线收发单元，其中：

子向无线收发单元，用于向相邻子节点发送下行数据；以及从相邻子节点接收上行数据，并从中提取出物理层服务数据块及其目标地址发送至所述数据传输控制单元；

父向无线收发单元，用于向相邻父节点发送上行数据，以及从相邻父节点接收下行数据，并从中提取出物理层服务数据块及其目标地址发送至所述数据传输控制单元；

数据传输控制单元，用于从所述子向无线收发单元和/或父向无线收发单元接收上行和/或下行物理层服务数据块及其对应的目标地址，并根据所述目标地址对接收到的数据进行转发控制。

本发明进而还提供一种多跳无线通信系统，包括控制台及组成多跳无线网络的若干无线节点装置，所述无线节点装置，至少包括：数据传输控制单元、子向无线收发单元和/或父向无线收发单元，其中：

子向无线收发单元，用于向相邻子节点发送下行数据；以及从相邻子节点接收上行数据，并从中提取出物理层服务数据块及其目标地址发送至所述数据传输控制单元；

父向无线收发单元，用于向相邻父节点发送上行数据，以及从相邻父节点接收下行数据，并从中提取出物理层服务数据块及其目标地址发送至所述数据传输控制单元；

数据传输控制单元，用于从所述子向无线收发单元和/或父向无线收发单元接收上行和/或下行物理层服务数据块及其对应的目标地址，并根据所述目标地址对接收到的数据进行转发控制。

本发明不仅减少了中继数据转发处理时延，而且节点子向收发与父向收发单元可支持异步工作方式，降低了多跳传输网络节点间的同步要求，提高了网络传输的可靠性；而且对于上行和下行传输数据吞吐量动态变化的多跳中继网络，提高了中继传输的灵活性和效率。本发明可同时支持同频和异频中继传输，可针对各种频谱资源应用场景进行灵活配置。

附图说明

图1为树形网络拓扑结构示意图。

图2为根据本发明实施例所述的一种树形网络宽带多跳无线通信系统的原理示意图。

图3为根据本发明实施例所述的无线节点装置结构示意图。

图4为根据本发明实施例所述的本地数据传输过程示意图。

图5为根据本发明实施例所述的上行数据处理路径示意图。

图6所示为根据本发明实施例所述的一种树形网络宽带多跳无线通信系统的实例结构示意图。

具体实施方式