專利名稱:一種廣播體制的無中心通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，具體說涉及一種實現(xiàn)多發(fā)射機利用公用信道發(fā)送固定廣播信息功能的無中心通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的無中心通信系統(tǒng)分為專用控制通道系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)。其中，專用控制通道系統(tǒng)通過一個公用的信道......但是，當呼叫用戶較多時，經(jīng)常發(fā)生“呼叫碰撞”的問題。傳統(tǒng)的無中心通信系統(tǒng)沒有發(fā)送自定義信息的功能，主要用于手動發(fā)起呼叫，這種方式無法實現(xiàn)本發(fā)明所述功能，而且傳統(tǒng)方法無法解決信道頻繁使用時“呼叫碰撞”嚴重的問題。
數(shù)字基群通信也能提供所謂廣播呼叫的功能，但是其一，數(shù)字基群通信系統(tǒng)是通過基站或其他轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備來控制的；其二，數(shù)字基群通信的廣播呼叫用于手動發(fā)起一對多通話，不是發(fā)送自定義信息，使用方式和功能都不一樣；其三，“信道不是公用的，是依時序逐號碼”。
本發(fā)明旨在提供一種在沒有基站或其他轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備控制情況下多個發(fā)射臺頻繁地“周期性地”使用公用信道發(fā)送廣播信息時“碰撞問題”的解決方案，并給出一些典型的應(yīng)用。這種系統(tǒng)的特點是公用信道使用頻率高，單向通信無反饋，允許一定的失敗概率。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，實現(xiàn)多發(fā)射機利用公用信道周期性地發(fā)送固定廣播信息的功能而且不需要基站或者轉(zhuǎn)發(fā)器。需要說明兩點其一，這個廣播信息可以是長期固定的，也可以只是在短時內(nèi)固定的，可以由用戶更改；其二，“周期性地發(fā)送”意思是以一定的時間間隔為一個周期，在每個周期內(nèi)執(zhí)行一次發(fā)送操作，而在每個周期內(nèi)具體什么時刻發(fā)送是隨機的。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種無中心通信系統(tǒng)，由若干具備收發(fā)功能的移動或固定通信設(shè)備組成。這些設(shè)備可以通過公用的寬帶信道在各自隨機分配的時隙內(nèi)向其他設(shè)備發(fā)送自定義的長度受限的廣播信息。
所述公用的寬帶信道可以是基于FDMA、OFDMA、CDMA等多址接入方式的，可以采用各種調(diào)制方式。所述通信設(shè)備具備接收、發(fā)送功能或者只具備其中的一種，當所述通信設(shè)備處于發(fā)送模式時，以一定的時間T為一個周期，將時間T均分為整數(shù)N個時隙，所述通信設(shè)備內(nèi)部有一個偽隨機序列發(fā)生器或者一個內(nèi)置的真隨機序列發(fā)生器，真隨機序列發(fā)生器是一種基于硬件源的隨機序列發(fā)生器，常見的硬件源包括放射性衰變，某些電子器件的熱噪聲，另外還有基于熱能的硬件隨機數(shù)發(fā)生器。偽隨機序列發(fā)生器產(chǎn)生一個跟自己設(shè)備編號P相關(guān)的隨機序列n(P，t)，這里真隨機序列發(fā)生器輸出的隨機序列也記做n(P，t)，t為當前時間。每個周期內(nèi)，所述通信設(shè)備在第n(P，t)個時隙內(nèi)通過指定的一個或者多個公用信道發(fā)送一個自定義的廣播信息，所述廣播信息的長度受到一定限制，以確保在分配的時隙內(nèi)能夠發(fā)送完成。
通過對發(fā)射功率的限制，信號傳送的距離在一定范圍內(nèi)可調(diào)，一般在數(shù)百米至數(shù)公里范圍內(nèi)。通過對接收機靈敏度的調(diào)節(jié)，可以控制接收機能接收的信號強度，如果是在開闊地帶，就等效于可以嚴格控制只接收在一定距離內(nèi)的廣播信號。發(fā)射機功率分成若干等級，廣播信息中包含功率等級信息，接收機靈敏度分為若干等級。在無障礙的理想情況下，接收機綜合接收到的信號功率，廣播信息中功率等級信息和本機的靈敏度設(shè)置，可以粗略地判斷發(fā)射源的距離。
處于接受模式的所述通信設(shè)備使用公用信道接收廣播信息。為了擴大通信容量，可以增大公用信道的帶寬，提高廣播信息的發(fā)送速率；也可以增加公用信道的數(shù)量。另外，可以對重復周期T做自適應(yīng)調(diào)整，即當用戶數(shù)增多時可以適當增大重復周期T(時隙不變)。
本發(fā)明的有益效果如下處于發(fā)送模式的所述通信設(shè)備可以自定義所發(fā)送的廣播信息，這個信息對于個人可以是自己的姓名，職業(yè)，聯(lián)系方式，是否需要幫助等等你希望別人知道的信息；對于公司可以是公司名稱，業(yè)務(wù)類型，聯(lián)系方式等等方便別人了解你，聯(lián)系你的信息。當然，在發(fā)送的廣播信息中也可以包含一些設(shè)備的標示信息和一些其他有用的信息如發(fā)射信號功率等級等。而在理想情況下，比如在開闊地帶，處于接收模式的所述通信設(shè)備可以收到在它周圍一定距離內(nèi)其他所述通信設(shè)備發(fā)送的廣播信息，而不能收到這個距離之外的所述通信設(shè)備發(fā)送的廣播信息。這樣，處于接收模式的所述通信設(shè)備的使用者可以方便的獲取其周圍環(huán)境中的有用信息。
圖1是一個系統(tǒng)示例圖；具體實施方式
本系統(tǒng)可以采用多種方式來實現(xiàn)，可以簡單地采用一個公用寬帶信道來實現(xiàn)，也可以采用一個專用控制信道加若干備選公用信道的方式來實現(xiàn)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作詳細描述。
如圖1所示，S1，S2，S3分別代表三個處于發(fā)送模式的所述通信設(shè)備，其設(shè)備編號分別為Ps1，Ps2，Ps3；R1，R2，R3分別代表三個處于接收模式的所述通信設(shè)備的設(shè)備，其設(shè)備編號分別為Pr1，Pr2，Pr3。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例之一本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所有處于發(fā)送模式的所述通信設(shè)備通過一個公用的寬帶信道來發(fā)送廣播信息，所述公用信道允許的最高數(shù)據(jù)速率為V bit/s并且每條廣播信息的比特數(shù)限制在d bit，廣播信息發(fā)送周期為T，每個周期分為N個時隙，滿足d/V＜＝T/N。
假設(shè)通信設(shè)備Si(i＝1，2，3...)開機時刻為ti。則Si第n次發(fā)送廣播信息的開始時刻為tSi(n)＝ti+R(n，Psi)*T/N+(n-1)*T。如前所述，R(n，Psi)(i＝1，2，3...)是一個隨機序列，R(n，Psi)為非負整數(shù)，R(n，Psi)＜N。
假設(shè)Sj，Sk的廣播信息比特數(shù)分別為bsj，bsk，且均小于d。則每次廣播發(fā)送的時間長度分別為bsj/V，bsk/V。如果時段[tSj(n)，tSj(n)+bsj/V]與時段[tSk(m)，tSk(m)+bsk/V]有重合，則所述通信設(shè)備Si與Sj發(fā)生了一次“碰撞”，其中，m，n為非負整數(shù)。在Si發(fā)送廣播信息之前，Si需要檢測信道是否正被占用，如果正被占用，則該周期內(nèi)不發(fā)送，當周圍區(qū)域內(nèi)處于發(fā)送模式的設(shè)備增多，以至于發(fā)生碰撞的次數(shù)過多時，設(shè)備自動增大發(fā)送周期T，但是每個時隙的長度不變，即N增大。下面，我們來考慮一下R(n，Psi)的隨機特性對系統(tǒng)的影響。
首先，如果我們不采用隨機序列，而是采用固定的數(shù)，即取R(n，Psi)為常數(shù)。這時，如果有大量設(shè)備同時在工作，則最好的情況下，這些設(shè)備永遠都互不干涉，不發(fā)生“碰撞”，但是這種概率是很小的。而且本發(fā)明所述系統(tǒng)是一個“開放性的系統(tǒng)”，以某個處于發(fā)送模式的所述通信設(shè)備為中心，不斷有其他所述通信設(shè)備進入其有效通信距離，上述這種互不干涉的局面很容易被打破。而如果兩臺不同的所述通信設(shè)備發(fā)生“碰撞”，則這種“碰撞”將一直持續(xù)下去。因此，我們必須采用隨機序列，而且我們直觀地認為R(n，Psi)應(yīng)該采用0到N-1之間的均勻分布。
其二，如果對于某兩個所述通信設(shè)備Sj、Sk，R(n，Psj)與R(n，Psk)采用相同的偽隨機序列公式，而且其種子數(shù)值也是一樣的，則只有當Sj、Sk之間偽隨機序列碼位差為零，而且開機時間之差除T的余數(shù)小于T/N時，才可能出現(xiàn)始終“碰撞”的現(xiàn)象。
其三，如果對于某兩個所述通信設(shè)備Sj、Sk，R(n，Psj)與R(n，Psk)采用相同的偽隨機序列公式，但是其種子數(shù)值不一樣，則Sj、Sk之間不可能出現(xiàn)始終“碰撞”的現(xiàn)象。
其三，如果對于某兩個所述通信設(shè)備Sj、Sk，R(n，Psj)與R(n，Psk)采用不同的偽隨機序列公式，則Sj、Sk之間不可能出現(xiàn)始終“碰撞”的現(xiàn)象。
最后，如果所述通信設(shè)備采用基于硬件的真隨機序列，則對于任意兩個所述通信設(shè)備，它們之間不可能出現(xiàn)始終“碰撞”的現(xiàn)象。
綜上所述，當采用的隨機序列相關(guān)性較小時，可以保證較小的碰撞率。通過周期性反復發(fā)送，總能保證某一次發(fā)送的廣播信息能被周圍的處于接受模式的所述通信設(shè)備接收到。
本發(fā)明優(yōu)選實施例之二本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所有處于發(fā)送模式的所述通信設(shè)備通過一個專用控制信道加M個備選公用信道的方式來實現(xiàn)發(fā)送廣播信息的功能。在這種情況下，每次廣播信息的發(fā)送分為兩部分，一部分為指令信息，通過專用控制信道發(fā)送，用于通知周圍的接收機跳轉(zhuǎn)至哪一個備用的公用信道，這部分的比特數(shù)為d1，另一部分包含自定義的信息，其長度最多為d2個bit。
假設(shè)專用控制信道允許的最高數(shù)據(jù)速率為V0 bit/s，第i個備選公用信道允許的最高數(shù)據(jù)速率為Vi bit/s，廣播信息發(fā)送周期為T，每個周期分為N的時隙，滿足d1/V0＜＝T/N。
假設(shè)Si(i＝1，2，3...)開機時刻為ti。則Si第n次發(fā)送廣播信息的開始時刻為tSi(n)＝ti+R(n，Psi)*T/N+(n-1)*T。如前所述，R(n，Psi)(i＝1，2，3...)是一個隨機序列，R(n，Psi)為非負整數(shù)，R(n，Psi)＜N。如果時段[tSi(n)，tSi(n)+d1/V0]與時段[tSj(m)，tSj(m)+d1/V0]有重合，則所述通信設(shè)備Si與Sj發(fā)生了一次“碰撞”。
在Si發(fā)送廣播信息之前，Si需要檢測是否專用控制信道正被占用以及是否有空閑的備用公用信道，如果專用控制信道正被占用或者沒有空閑的備用公用信道，這時發(fā)生了“碰撞”，該周期內(nèi)不發(fā)送。當區(qū)域內(nèi)處于發(fā)送模式的設(shè)備增多，以至于發(fā)生碰撞的次數(shù)過多時，設(shè)備自動增大發(fā)送周期T，但是每個時隙的長度不變，即N增大。當然，對于備用公用信道也可以隨機指定，在這種情況下，不允許占用其他空閑的備用公用信道。
在應(yīng)用時，可以設(shè)置不同的權(quán)限，也就是說對于某些備用公共信道只授權(quán)某一類型的設(shè)備使用。如對于某些備用公共信道不允許未授權(quán)的處于發(fā)送模式的設(shè)備使用，而對于某些備用公共信道也可以拒絕未授權(quán)的處于接收模式的設(shè)備使用。另外，處于發(fā)送模式的設(shè)備可以在廣播信息中定義發(fā)送的類型群發(fā)，所有用戶都能收到；組發(fā)，部分用戶能收到；單發(fā)，某個用戶能收到。
關(guān)于R(n，Psi)隨機性對系統(tǒng)性能的影響與優(yōu)選實施例之一類似。
當R(n，Psj)與R(n，Psk)的相關(guān)性盡量小時，可以保證較小的碰撞率。通過周期性反復發(fā)送，總能保證某一次發(fā)送的廣播信息能被周圍的出于接受模式的所述通信設(shè)備接收到。
在實際應(yīng)用時，這個系統(tǒng)可以集成到其他通信系統(tǒng)中?？梢园言O(shè)備附加到手機，小靈通，對講機等通信設(shè)備上。也可以集成到傳統(tǒng)的無中心通信設(shè)備上。
權(quán)利要求
1.一種廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，由若干具備收發(fā)功能的移動或固定通信設(shè)備組成。其特征在于，所述系統(tǒng)中，處于發(fā)送模式的所述通信設(shè)備周期性地自動發(fā)送包含用戶自定義信息的廣播信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，其特征在于，所述處于發(fā)送模式的通信設(shè)備由一個隨機序列決定在每個所述周期內(nèi)的哪一個時隙內(nèi)發(fā)送所述廣播信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2任一項所述的廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，其特征在于，處于發(fā)送模式的所述通信設(shè)備在發(fā)送廣播信息前對公用信道進行監(jiān)測，如果發(fā)送前一定時間內(nèi)公用信道一直被占用，則該周期內(nèi)不發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1至3任一項所述的廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，其特征在于，處于發(fā)送模式的所述通信設(shè)備的發(fā)送周期長度是根據(jù)周圍其它工作中的處于發(fā)送模式的所述通信設(shè)備的數(shù)量自適應(yīng)變化的。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至4任一項所述的廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，其特征在于，所述公用信道可以是一個或多個。當所述公用信道多于一個時，其中一個為控制信道，每個發(fā)送周期內(nèi)，所述處于發(fā)送模式的通信設(shè)備在所述隨機序列決定的時隙內(nèi)，首先發(fā)送由一個控制信道傳輸?shù)男帕?，并且在這個信令中約定即將跳轉(zhuǎn)到的下一個公用信道，在跳轉(zhuǎn)到的公用信道繼續(xù)發(fā)送完包含自定義信息的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，其特征在于，所述公用信道除控制信道以外的其他信道設(shè)置不同的權(quán)限，即對于其中一些公用信道只有一部分獲得授權(quán)的所述通信設(shè)備才可以使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求
2至6任一項所述的廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，其特征在于，所述隨機序列是一個偽隨機序列，不同的所述通信設(shè)備的偽隨機序列根據(jù)設(shè)備編號的不同，可以采用相同的偽隨機序列公式、不同的種子數(shù)值，或者采用不同的偽隨機序列公式。
8.根據(jù)權(quán)利要求
2至6任一項所述的廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，其特征在于，所述隨機序列是一個內(nèi)置于所述通信設(shè)備的基于硬件源的真隨機序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1至8任一項所述的廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，其特征在于，用于接收的所述通信設(shè)備可以只有接收功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1至9任一項所述的廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，其特征在于，所發(fā)送的自定義廣播信息長度受到限制。
11，根據(jù)權(quán)利要求
1至10任一項所述的廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，其特征在于，所發(fā)送的自定義廣播信息中包含發(fā)射功率等級信息。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種廣播體制的無中心通信系統(tǒng)，具體說涉及一種實現(xiàn)多發(fā)射機利用公用信道周期性地發(fā)送固定廣播信息的功能而且不需要基站或者其他轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的無中心通信系統(tǒng)。由若干具備收發(fā)功能的移動或固定通信設(shè)備組成。這些設(shè)備可以通過公用的寬帶信道在各自隨機分配的時隙內(nèi)向其他設(shè)備發(fā)送包含自定義信息的長度受限的廣播信息。用于向周圍一定距離內(nèi)的接收者發(fā)布個人信息和廣告信息等。處于發(fā)送模式的所述通信設(shè)備通過隨機分配每個周期內(nèi)用于發(fā)送的時隙，可以很好地解決多發(fā)射機同時使用公用信道時容易發(fā)生的“碰撞”問題。
文檔編號H04B7/26GK1997181SQ200610145474
公開日2007年7月11日 申請日期2006年11月20日
發(fā)明者張斌, 張登科 申請人:張登科導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan