一种FM频段物联网通信方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种FM频段物联网通信方法及系统，涉及数字通信技术领域。通过将FM频段按照基本划分单位划分出多个传统FM信号，在多个传统FM信号的首端和末端创建一组数字边带，得到数字化FM频段；将数字化FM频段按固定步长划分为多个信道，多个信道与多个公共信息一一对应，数字化FM广播电台对公共信息进行广播；用户设备接收公共信息，并通过公共信息中的授时信息使自身与数字化FM广播电台的时间同步；用户设备通过缺省接入信道信息与其他用户设备相互发现；相互发现的用户设备通过授时信息和可用频率资源信息建立同步网络，以进行相互通信。数字化使得FM频段有更多的可用带宽，从而可以发展物联网和应急通信，重新定义和发现了调频频段的价值。调频频段的价值。调频频段的价值。

【技术实现步骤摘要】
一种FM频段物联网通信方法及系统


[0001]本专利技术主要涉及数字通信
，具体涉及一种FM频段物联网通信方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，在全世界广播电视的数字化过程已经初步完成。数字地面电视、移动多媒体广播(CMMB)即手机电视已进入稳定发展阶段，而有线电视的数字化已商用多年。数字化带来了更高质的节目制作、发送与接收，数字化使得用户享有了更优质的用户体验。在电影、电视、手机多媒体等诸多传媒的数字化取得显著成果之时，音频广播的数字化显得相对滞后，但这也带来了一个发展契机，即音频广播领域的数字化大有可为。将数字技术应用于音频广播可以带来高稳定的接收效果和高保真的音质，同时可以支持文字信息、电台节目信息、股票信息等诸多图文并茂的广播数据业务，从而使音频广播行业获得面貌一新的发展。
[0003]数字音频广播的最重要两个部分是调频(FM)频段音频广播的数字化和调幅(AM)频段音频广播的数字化。在国外，HD Radio技术已经得到商用，数字声音广播两大标准DAB和DRM已经推广开来。
[0004]在FM频段，可用频率资源为87～108Mhz，该频段被进一步划分为100Khz整数倍的频道分配给每一个广播电台。在国外，每一个广播电台被分配400Khz的频谱。在我国，每一个广播电台被分配200Khz频谱。由于立体声调频信号实际带宽在150Khz以内以及广播电台之间的频谱间隔缝隙。实际上，FM频段的频谱利用率并不高，有很多频谱空洞资源可以被进一步利用。由于在相同发射功率下，FM频段本身比电视频段和移动通信频段传输距离远(相同功率的无线信号，低频信号的传播距离更远)，因此在FM频段数字化的基础上，更加充分的利用FM频段资源用于应急通信等场合是非常有价值的。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种FM频段物联网通信方法及系统。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]一种FM频段物联网通信方法，包括如下步骤：
[0008]将FM频段按照基本划分单位划分出多个传统FM信号，通过在多个所述传统FM信号的首端和末端创建一组数字边带，得到数字化FM频段；
[0009]将所述数字化FM频段按固定步长划分为多个信道，所述多个信道与多个公共信息一一对应，数字化FM广播电台对所述公共信息进行广播，所述公共信息包括授时信息、允许用户使用的可用频率资源信息和缺省接入信道信息；
[0010]用户设备接收所述公共信息，并通过所述公共信息中的授时信息使自身与所述数字化FM广播电台的时间同步；
[0011]所述用户设备通过所述缺省接入信道信息与其他用户设备相互发现；
[0012]相互发现的所述用户设备通过所述授时信息和所述可用频率资源信息建立同步网络，以进行相互通信。
[0013]本专利技术的有益效果是：通过利用数字化的FM广播电台，与用户设备建立无线网络进行同步通信，数字化使得FM频段有更多的可用带宽，从而可以发展物联网和应急通信；在现有FM频谱范围内实现了可控可管的物联网通信，重新定义和发现了调频频段的价值，数字化FM是包括手机在内的未来所有移动设备的一个基本组成部件，只需再增加FM的发射功能就能实现，实施开销非常小。
[0014]进一步地，所述将所述数字化FM频段按固定步长划分为多个信道，所述多个信道与多个公共信息一一对应，具体为：
[0015]将所述数字化FM频段以87.0MHz为起点，每50KHz为一个步长，划分出多个信道，所述信道的数量小于或等于420个；所述可用频率资源信息包括可用信道个数和多个信道信息，所述缺省接入信道信息和所述多个信道信息为特定信道所占的频谱信息，其中，所述多个信道信息包括起始索引、终止索引和信道类型；当需要扩大频宽时，将相邻的多个50KHz信道按照设定组合方式进行组合，所述设定组合方式为87.0+0.05*起始索引，87.0+0.05*终止索引。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是：将可用的频谱划分为不同的信道，可以最大程度地利用可用频谱；由于每个信道都有自己的频谱范围，不同信道的信号之间可以相互隔离，减少了信号干扰的可能性，从而提高了稳定性和可靠性。
[0017]进一步地，所述用户设备通过所述公共信息中的授时信息使自身与所述数字化FM广播电台的时间同步，具体为：
[0018]所述授时信息为一个同步码加上一个UTC时间，所述UTC时间表示当前的秒时刻，所述同步码用于将所述用户设备与所述数字化的FM广播电台同步。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是：通过同步码加上UTC时间获得精细的整秒时间，因为广播台的传播距离最大可达300km，授时信息的精度误差可达1毫秒，也就是说，多个用户设备利用该信息建立的时间同步精度不低于1毫秒。
[0020]进一步地，所述用户设备通过所述缺省接入信道信息与其他用户设备相互发现，具体为：
[0021]在用户设备互相发现周期内，所述公共信息中的缺省接入信道信息用于将用户设备接入所述缺省信道，在缺省信道上广播探测请求包，并同时在所述缺省信道上进行载波侦听，所述载波侦听用于发现互相通信的用户设备；若侦听到其他用户设备发送的探测请求包时，将该用户设备作为待发现用户设备，并向所述待发现用户设备发送探测应答包。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是：通过根据在指定的缺省信道上进行载波侦听，快速的侦听到载波，相较于传统的在每个信道上侦听更加高效。
[0023]进一步地，所述相互发现的所述用户设备通过所述授时信息和所述可用频率资源信息建立同步网络，以进行相互通信，具体为：
[0024]在所述授时信息全局同步时，所述用户设备将通信时间轴划分为连续的多个超帧，其中每一个超帧分为信号冲突时间间隔、设备发现周期和一般通信周期；所述信号冲突时间间隔用于使相互发现的用户设备按照间隔时间将各自的信息间隔发送；在所述设备发现周期中，所述各用户设备在所述缺省信道上互相探测；在所述一般通信周期中，已经完成
相互发现的用户设备建立同步网络，以进行相互通信。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是：划分超帧结构来限定设备对信道的访问时间，更有利于用户设备之间进行网络通信。
[0026]本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：
[0027]一种FM频段物联网通信系统，包括：数字化模块、信道划分模块、时间同步模块、探测用户模块和同步通信模块；
[0028]所述数字化模块用于将FM频段按照基本划分单位划分出多个传统FM信号，通过在多个所述传统FM信号的首端和末端创建一组数字边带，得到数字化FM频段；
[0029]所述信道划分模块用于将所述数字化FM频段按固定步长划分为多个信道，所述多个信道与多个公共信息一一对应，数字化FM广播电台对所述公共信息进行广播，所述公共信息包括授时信息、允许用户使用的可用频率资源信息和缺省接入信道信息；
[0030]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FM频段物联网通信方法，其特征在于，包括如下步骤：将FM频段按照基本划分单位划分出多个传统FM信号，通过在多个所述传统FM信号的首端和末端创建一组数字边带，得到数字化FM频段；将所述数字化FM频段按固定步长划分为多个信道，所述多个信道与多个公共信息一一对应，数字化FM广播电台对所述公共信息进行广播，所述公共信息包括授时信息、允许用户使用的可用频率资源信息和缺省接入信道信息；用户设备接收所述公共信息，并通过所述公共信息中的授时信息使自身与所述数字化FM广播电台的时间同步；所述用户设备通过所述缺省接入信道信息与其他用户设备相互发现；相互发现的所述用户设备通过所述授时信息和所述可用频率资源信息建立同步网络，以进行相互通信。2.根据权利要求1所述的一种FM频段物联网通信方法，其特征在于，所述将所述数字化FM频段按固定步长划分为多个信道，所述多个信道与多个公共信息一一对应，具体为：将所述数字化FM频段以87.0MHz为起点，以每50KHz为一个步长，划分出多个信道，所述信道的数量小于或等于420个；所述可用频率资源信息包括可用信道个数和多个信道信息，所述缺省接入信道信息和所述多个信道信息为特定信道所占的频谱信息，其中，所述多个信道信息包括起始索引、终止索引和信道类型；当需要扩大频宽时，将相邻的多个50KHz信道按照设定组合方式进行组合，所述设定组合方式为87.0+0.05*起始索引，87.0+0.05*终止索引。3.根据权利要求1所述的一种FM频段物联网通信方法，其特征在于，所述用户设备通过所述公共信息中的授时信息使自身与所述数字化FM广播电台的时间同步，具体为：所述授时信息为一个同步码加上一个UTC时间，所述UTC时间表示当前的秒时刻，所述同步码用于将所述用户设备与所述数字化的FM广播电台同步。4.根据权利要求1或2所述的一种FM频段物联网通信方法，其特征在于，所述用户设备通过所述缺省接入信道信息与其他用户设备相互发现，具体为：在用户设备互相发现周期内，所述公共信息中的缺省接入信道信息用于将用户设备接入所述缺省信道，在缺省信道上广播探测请求包，并同时在所述缺省信道上进行载波侦听，所述载波侦听用于发现互相通信的用户设备；若侦听到其他用户设备发送的探测请求包时，将该用户设备作为待发现用户设备，并向所述待发现用户设备发送探测应答包。5.根据权利要求1所述的一种FM频段物联网通信方法，其特征在于，所述相互发现的所述用户设备通过所述授时信息和所述可用频率资源信息建立同步网络，以进行相互通信，具体为：在所述授时信息全局同步时，所述用户设备将通信时间轴划分为连续的多个超帧，其中每一个超帧分为信号冲突时间间隔、设备发现周期和一般通信周期；所述信号冲突时间间隔用于使相互发现的用户设备按照间隔时间将各自的信息间隔发送；在所述设备发现周期中，所述各用户设备在所述缺省信道上互相探测；在所述一般通信周期中，已经完成相互发现的用户设备建立同步网络，以进行相互通信。6.一种FM频段物联网通信系统，其特征在于，包括：数字化模块、信道划分模块、时间同步模块、探测用户模块和同步通信模块；
所述数字化模块用...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐长增，李立，杨翼飞，姚茂华，陈香萍，周聪林，朱明，王俊泽，罗青，施波，凌聪聪，
申请(专利权)人：广西壮族自治区自然资源信息中心，
类型：发明
国别省市：