本发明专利技术实施例提供一种基于轻型无线通信系统协议的通信装置和方法，该装置包括：应用层模块，用于实现与应用程序的接口，以完成报文的生成、或报文的接收处理与转发；网络层模块，用于为待发送的报文选择网络路由，以及端到端的数据传输、确认与重传；MAC层模块，用于应用频谱感知技术测量小区内所有授权频点的上行信号的噪声功率比，根据测量的噪声功率比确定出阻塞频点；应用资源动态分配算法调度非阻塞频点；物理层模块，用于针对调度的非阻塞频点应用载波聚合技术进行所述报文的发送。应用本发明专利技术，可以避免设计过于复杂的网络设备，还可以提高行业无线通信系统的频谱资源的利用率，并且规避干扰保证通信质量，提升系统可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线电
，特别涉及一种基于轻型无线通信系统协议的通信装置和方法。
技术介绍
无线频谱资源是一种珍贵的自然资源，随着无线技术的飞速发展，移动高速数据网，无线多媒体应用等高数据率需求的无线应用已广泛部署。无线用户数量呈爆发式增长，这对频谱的需求也随之增长。如何利用有限的频谱资源满足各种无线的应用频谱需求已成为当前热门的研究课题。现在的频谱资源都是各国有关部门按照固定的频谱分配方式规范了无线频谱使用权问题，以防止不同业务用户之间的干扰。例如，目前分配给电力行业223MHz-235MHz频段范围内40个离散频点的授权，该频段共分配给7个行业用户使用。在电力行业223MHz-235MHz频段范围内，信道环境复杂，既存在其它行业用户数传电台的邻道干扰，又存在电力用户负控数传电台带内干扰。另一方面，现有在用的电力无线通信系统中，传统的230MHz数传电台、Mobitex等系统通信协议简单，难以保证频谱利用率；WiMAX、McWill、TD-LTE等系统通信协议完善，但是网络结构复杂、设备功耗大，尤其难以获得足够的授权频点，并不适用于行业无线通信系统。因此，本专利技术的专利技术人考虑到，研究适用于行业无线通信系统的轻型化通信协议，基于该轻型化通信协议实现的通信方法和装置，既可以保证频谱资源的利用率，同时，又避免设计过于复杂的网络设备、避免网络设功耗过大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种基于轻型无线通信系统协议的通信装置和方法，用以既保证行业无线通信系统的频谱资源的利用率，并且规避干扰保证通信质量，提升系统可靠性，同时避免设计过于复杂的网络设备、避免网络设功耗过大。基于上述目的本专利技术提供的一种基于轻型无线通信系统协议的通信装置，包括：应用层模块，用于实现与应用程序的接口，以完成报文的生成、或报文的接收处理与转发；网络层模块，用于为待发送的报文选择网络路由，以及端到端的数据传输、确认与重传；MAC层模块，用于应用频谱感知技术测量小区内所有授权频点的上行信号的噪声功率比，根据测量的噪声功率比确定出阻塞频点；应用资源动态分配算法针对所述报文调度非阻塞频点；物理层模块，用于针对调度的非阻塞频点应用载波聚合技术进行所述报文的发送。较佳地，所述MAC层模块具体用于在每个检测周期到达时，应用频谱感知技术测量小区内所有授权频点的上行信号的噪声功率比；若检测出连续M个频点中的N个频点的噪声功率比大于阈值，则将该M个频点作为阻塞频点；其中，M为小于所有授权频点个数的自然数，N为小于M的自然数；之后，应用资源动态分配算法针对所述报文调度非阻塞频点。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种基于轻型无线通信系统协议的通信方法，包括：应用层实现与应用程序的接口，以完成报文的生成、或接收处理与转发；网络层为待发送的报文选择网络路由，以及端到端的数据传输、确认与重传；MAC层应用频谱感知技术测量小区内所有授权频点的上行信号的噪声功率比，根据测量的噪声功率比确定出阻塞频点；应用资源动态分配算法针对所述报文调度非阻塞频点；物理层针对调度的非阻塞频点应用载波聚合技术进行所述报文的发送。较佳地，所述MAC层应用频谱感知技术测量小区内所有授权频点的上行信号的噪声功率比，根据测量的噪声功率比确定出阻塞频点，具体包括：所述MAC层模块具体用于在每个检测周期到达时，应用频谱感知技术测量小区内所有授权频点的上行信号的噪声功率比；若检测出连续M个频点中的N个频点的噪声功率比大于阈值，则将该M个频点作为阻塞频点；其中，M为小于所有授权频点个数的自然数，N为小于M的自然数。本专利技术技术方案的轻型化通信协议采用物理层、MAC层、网络层、应用层，4层简化的协议栈，由此，基于该轻型无线通信系统协议实现的通信装置将更为简单、功耗较小，避免设计人员设计过于复杂的网络设备。同时，本专利技术的轻型化通信协议中可以实现智能频谱感知的灵活载波聚合方案，针对行业无线通信系统频谱资源有限的情况，大大提高频谱资源的利用率、数据传输能力，满足行业业务需求；并且针对可用频点的灵活聚合，可以规避干扰，保证通信质量，提升系统可靠性。进一步，在应用智能频谱感知技术进行测量噪声功率比时，主要是考虑带外干扰功率，以明确带外异系统对带内的干扰，从而可以针对性地对带外干扰较大的频点进行阻塞，从而既避免带内系统发送的信号受到干扰，也可避免对带外异系统的信号干扰，使不同行业的无线通信系统之间避免相互干扰、实现和谐共存。进一步，针对电力行业的无线通信系统的223MHz-235MHz频段范围进行频谱资源的规划，考虑避免频点之间的三阶互调影响，规划部分频点不可用，并分为3簇频点，从而充分利用频谱资源；而依据规划的频点设计出的通信装置可以尽量避免频点之间的相互干扰。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例的轻型化通信协议的4层协议栈示意图；图2为本专利技术实施例的轻型化通信协议的协议栈数据帧格式封装示意图；图3a为本专利技术实施例的基于载波聚合技术的通信方法流程图；图3b为本专利技术实施例的电力行业的无线频段干扰规避示意图；图4为本专利技术实施例的基于轻型无线通信系统协议的通信装置内部结构示意图；图5为本专利技术实施例的物理层模块内部结构示意图；图6为本专利技术实施例的聚合单元内部结构示意图；图7为本专利技术实施例的4频点载波聚合功放发射前后的频谱对比图；图8为本专利技术实施例的下行信道的子载波分配示意图；图9为本专利技术实施例的上行信道的子载波分配示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。本
技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，进行双向通信的接收和发射硬件的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于轻型无线通信系统协议的通信装置，其特征在于，包括：应用层模块，用于实现与应用程序的接口，以完成报文的生成、或报文的接收处理与转发；网络层模块，用于为待发送的报文选择网络路由，以及端到端的数据传输、确认与重传；MAC层模块，用于应用频谱感知技术测量小区内所有授权频点的上行信号的噪声功率比，根据测量的噪声功率比确定出阻塞频点；应用资源动态分配算法针对所述报文调度非阻塞频点；物理层模块，用于针对调度的非阻塞频点应用载波聚合技术进行所述报文的发送。
【技术特征摘要】
1.一种基于轻型无线通信系统协议的通信装置，其特征在于，包括：应用层模块，用于实现与应用程序的接口，以完成报文的生成、或报文的接收处理与转发；网络层模块，用于为待发送的报文选择网络路由，以及端到端的数据传输、确认与重传；MAC层模块，用于应用频谱感知技术测量小区内所有授权频点的上行信号的噪声功率比，根据测量的噪声功率比确定出阻塞频点；应用资源动态分配算法针对所述报文调度非阻塞频点；物理层模块，用于针对调度的非阻塞频点应用载波聚合技术进行所述报文的发送。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述MAC层模块具体用于在每个检测周期到达时，应用频谱感知技术测量小区内所有授权频点的上行信号的噪声功率比；若检测出连续M个频点中的N个频点的噪声功率比大于阈值，则将该M个频点作为阻塞频点；其中，M为小于所有授权频点个数的自然数，N为小于M的自然数；之后，应用资源动态分配算法针对所述报文调度非阻塞频点。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述物理层模块具体用于将所述报文进行CRC编码、信道编码、交织、速率匹配、调制编码后，针对调度的非阻塞频点进行载波聚合发送所述报文。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述物理层模块具体包括：编码单元，用于将输入的比特流进行码块分割，并为每个码块进行CRC编码、信道编码；交织单元，用于将编码后的码块进行交织、速率匹配处理后输出；调制单元，用于将所述交织单元输出的比特序列进行调制编码；串并转换单元，用于根据所述MAC层模块调度的频点，将所述调制单元输出的串行比特序列转换为并行比特序列；其中，所述并行比特序列分别作为与各路调度的频点相对应的IFFT电路的输入；聚合单元，其中包括与各授权频点对应的IFFT电路、分别与各IFFT电路相连接的滤波电路，以及将各滤波电路的数据进行聚合的聚合电路；发射单元，用于将所述聚合单元的输出进行无线发射。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述聚合单元具体包括：R组电路；其中，第i组电路中包括与Xi个授权频点对应的IFFT电路、分别与各IFFT电路相连接的滤波电路；其中，X1+…+Xi+…+XR个IFFT电路的数量等于授权频点总数；以及所述聚合单元中的聚合电路具体包括：R个子聚合单元电路，以及将各子聚合单元电路的输出进行载波聚合的总聚合单元电路；其中，第i个子聚合单元电路为将第i组电路中各滤波电路的输出进行载波...
【专利技术属性】
技术研发人员：何清素，欧清海，贺金红，于忠迎，崔九鑫，曾令康，高德荃，蒋梨花，刘丹丹，
申请(专利权)人：北京汇通金财信息科技有限公司，国网电子商务有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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