一种无线自组网通信系统

技术领域

本申请实施例涉及车载通信领域，尤指一种无线自组网通信系统。

背景技术

图1为车载通信系统的示意图。如图1所示，所述车载通信系统包括电台、通信控制器和班组通信系统，其中：

电台用于多车之间的短波/超短波通信；

通信控制器用于班组通信系统与电台之间的接口转接和信令交换；

班组通信系统用于车内乘员间的语音通信功能和数据交换；以及，通过通信控制器、电台实现车际乘员间的语音通信功能和数据交换。

其中，班组通信系统包括多台乘员终端和一台车载控制盒。其中：

乘员终端用于实现车内乘员间的语音通信功能和数据交换，每个乘员配备一台乘员终端；

车载控制盒用于将来自本车乘员终端的话音和数据经通信控制器、电台与其他车上的乘员终端进行交换，实现车际通信。

在图1所示车载通信系统存在的如下问题，在两车协同作业时，车上乘员中仅有班长能够通过车际通话与另一车上的班长进行话音通话，车上其他乘员无法与另一车上乘员进行直接、及时有效的沟通。

发明内容

为了解决上述任一技术问题，本申请实施例提供了一种无线自组网通信系统，应用于车载通信网络，所述系统包括位于同一列车且工作于同一无线频点的一组接入设备，每个接入设备组包括至少两个接入设备，其中位于不同列车的两组接入设备工作于不同无线频点，其中：

当接收到与其他接入设备组组网的控制指令后，该接入设备组的每个接入设备均使用与其他接入设备组相同的无线频点作为当前无线自组网无线频点，并在传输周期中各自的时隙中执行数据发送操作，以及，在除各自对应的时隙之外执行数据接收操作；

其中，每个传输周期中有参与组网的每个接入设备组中至少部分接入设备对应的时隙。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

位于不同列车的至少两个接入设备组能够组成一个无线通信网络，能够进行网内无障碍通话和数据传输，不依赖于通信控制器和电台。

本申请实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例的实施例一起用于解释本申请实施例的技术方案，并不构成对本申请实施例技术方案的限制。

图1为车载通信系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的班组无线通信系统的示意图；

图3为班组无线通信网络中时隙分配的示意图；

图4为本申请实施例提供的无线自组网通信系统的示意图；

图5为本申请实施例提供的无线自组网通信系统的时隙分配示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请实施例的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请实施例提供一种无线自组网通信系统，应用于车载通信网络，所述系统包括位于同一列车且工作于同一无线频点的一组接入设备，其中每个接入设备组包括至少两个接入设备，其中同一列车上一组接入设备可以组成班组无线通信系统。其中位于不同列车的两种接入设备工作于不同无线频点，其中每个接入设备组包括车载控制盒、班长乘客终端和组员乘客终端。其中，下文中将班长乘客终端和组员乘客终端可以统称为乘客终端。

图2为本申请实施例提供的班组无线通信系统的示意图。如图2所示，乘员终端和车载控制盒通过无中心方式进行无线无中心组网，形成班组无线通信系统，其通信网络频道参数与其他车上使用的班组无线通信系统不同。

其中，乘员终端采用手持设备或头戴设备形式，可以由乘员携带在车内或下车后视距范围内进行双工话音或数据通信。

图3为班组无线通信网络中时隙分配的示意图。如图3所示，对乘员终端和车载控制盒依据优先级分配相应的时隙顺序。

为保证与电台通信的信道和班长使用优先以及编程方便，采用固定时隙分配，即车载控制盒指定使用0时隙，班长用的乘员终端使用1时隙。

组员乘员终端的时隙分配根据组员乘客终端的数量与剩余时隙的数量确定的，包括：

若组员乘员终端数量不大于剩余时隙的数量，则采用固定时隙分配方式，每个乘员终端使用的时隙按照设备号码顺序依次排列；

若组员乘员终端的数量超过剩余时隙的数量，则为至少两个组员乘客终端分配同一时隙，其中所述至少两个组员乘客终端对该时隙使用的时间段不同；或者，将空闲的时隙分配给发起占用请求的组员乘客终端。

例如，采用竞争时隙分配方式，组员乘员终端在监听到除0时隙和1时隙外有空闲时隙后，才能占用某个空闲时隙；或者，对于同一组员乘客终端，在等待某个时隙一段时间后，才占用该时隙。

在一个示例性实施例中，车载控制盒和乘员终端在占用的时隙内通过无线网络发送数据，在其他时隙内通过无线网络接收无线数据。

具体的，若接收的数据中不含有音频数据，则解析处理或转发到其他数字接口(例如串口、网口)上实现无线数据透传；若数据中含有音频数据，则在本机喇叭等外放设备上播放，实现与其他终端的无中心双工话音通信。

在同一传输周期内接收到多个终端的数据时，若数据中不含有音频数据，则按终端序号分别处理；若数据中含有音频数据，则将所有音频数据进行混音处理，在本机喇叭等外放设备上播放，实现与多个终端的无线双工话音通信。

班长乘员终端区分车内通信发送和车际通信发送两种方式。

具体的，如果检测到班长乘员终端上的功能按键或发射(PTT)键被按下，表示班长乘客终端执行车际通信，班长乘员终端将采集得到的话音或数据以及控制状态通过无线发送到班组无线通信网络中，车载控制盒将接收到的无线信号转换后通过通信控制器、电台转发到车际通信网络，实现车际通信发送，而组员乘员终端不做处理；如果检测到班长乘员终端上的功能按键或PTT按键被松开，表示班长乘客终端执行车内通信，将班长的话音或数据以及未控制状态通过无线发送到班组无线通信网络中，其他乘员终端将接收到的无线信号转化为数据或模拟音频播放，实现车内通信发送，而车载控制盒不做处理。

车载控制盒接收到车际通信网络的话音或数据，可以根据设置转换为无线信号转发到班组无线通信网络中，该设置用于确定是否允许其他乘员监听。班长使用的乘员终端接收到无线信号后，转化为数据或模拟音频播放，实现车际通信接收。其他乘员终端根据无线信号中的设置状态，在允许监听时，可以将接收到无线信号转化为数据或模拟音频播放，实现车际通信监听。为方便操作，班长可以在乘员终端上操作功能按键，通过发送无线信号修改车载控制盒上的监听设置。

本申请实施例提供一种无线自组网系统，应用于车载通信网络，所述系统包括位于同一列车且工作于同一无线频点的一组接入设备，每个接入设备组包括至少两个接入设备，其中位于不同列车的两组接入设备工作于不同无线频点，其中：

当接收到与其他接入设备组组网的控制指令后，该接入设备组的每个接入设备均使用与其他接入设备组相同的无线频点作为当前无线自组网无线频点，并在传输周期中各自的时隙中执行数据发送操作，以及，在除各自对应的时隙之外执行数据接收操作；

其中，每个传输周期中有参与组网的每个接入设备组中至少部分接入设备对应的时隙。

本申请实施例提供的系统，用于车载乘员进行无线自组网通信，尤其在两车协同作业时乘员终端能够临时组成无线通信网络，实现两车乘员之间随遇组网话音通信和数据传输。

为了优化组网的复杂度，可以设置无线自组网的无线频点为任一组接入设备所使用的无线频点。

具体的，如果无线自组网的无线频点不是该接入设备组所使用的无线频点，则该接入设备组的一接入设备在当前无线频点的覆盖范围内，通过无线通知该接入设备组的其他接入设备均使用无线自组网的无线频点。

图4为本申请实施例提供的无线自组网通信系统的示意图。如图4所示，所述系统包括位于A车的接入设备组A以及位于B车的接入设备组B。其中，接入设备组A使用的无线频点为频点a，接入设备组B使用的无线频点为频点b。通过配置两组接入设备均使用同一无线频点，使得A车和B车的两组接入设备在同一无线网络中，方便两车的接入设备进行数据交互。

进一步的，为了简化入网配置，可以控制A车或B车的接入设备组所使用的无线频点作为无线自组网的无线频点。例如，可以设置无线自组网的无线频点为接入设备组A使用的频点a，由于在未与B车的接入设备组网之前，接入设备组A所使用的无线频点即为频点a，即接入设备组A无需进行无线频点的设置，只需接入设备组B所使用的无线频点进行更改。

具体的，接入设备组B的一接入设备可以通知接入设备组B中的其他接入设备更改所使用的无线频点。例如，该接入设备在接收到与接入设备组A组网的控制指令后，在无线频点b的覆盖范围内，通知接入设备组B中的其他接入设备更改为所使用的无线频点a。

在两车需要协同作业时，可以操作任一乘员终端可以进入随遇组网模式，两车上乘员终端和车载控制盒组成临时无线通信网络，网络内各乘员终端可以进行双工话音通信和数据传输；在进入随遇组网模式后，班长乘员可以通过操作乘员终端开关或按键仍能够通过车载控制盒、通信控制器、电台与其他车进行车际通话。

在两车协同作业完成后，可以操作任一乘员终端，该乘员终端可以通知该接入设备组将使用的无线频点恢复为班组无线通信系统所使用的无线频点，从而可以退出随遇组网模式，各车上乘员终端与车载控制盒独立组网，恢复班组无线通信系统。

在一个示例性实施例中，在与其他接入设备组组网时，所述传输周期包括参与组网的每个接入设备组对应的时隙组，其中每个时隙组包括至少两个连续的时隙；

每个时隙组中除车载控制盒和班长乘客终端对应的时隙之外的剩余时隙通过如下方式分配给该接入设备组的组员乘客终端，包括：

为至少两个组员乘客终端分配同一时隙，其中所述至少两个组员乘客终端对该时隙使用的时间段不同；或者，

将空闲的时隙分配给发起占用请求的组员乘客终端。

图5为本申请实施例提供的无线自组网通信系统的时隙分配示意图。如图5所示，随遇组网通信方法中临时无线通信网络将传输周期所有时隙分为两部分，分别分配给两车上车载控制盒和乘员终端使用，其中：

1个传输周期内可分配的时隙总数量为n(取偶数)个，A车使用前半部分时隙：0～(n/2-1)，B车使用后半部分时隙：n/2～(n-1)；

为保证与电台通信的信道和班长使用优先，采用固定时隙分配：A车车载控制盒指定使用0时隙，A车班长用的乘员终端使用1时隙，B车车载控制盒指定使用n/2时隙，B车班长用的乘员终端使用(n/2+1)时隙，即B车设备在原来的时隙上加上n/2；

为方便乘员终端和车载控制盒进入或退出随遇组网模式，通过无线方式进行全车统一操作：

进入随遇组网模式前，在乘员终端上选择随遇组网的车号，乘员终端将需要变更的网络频道参数和新传输周期中的时隙位置形成“进入随遇组网”指令发到本车的班组通信系统中，其他乘员终端和车载控制盒接收到无线信号后自动进行频道参数修改和时隙调整。时隙调整仅需要确定是否为后半部分时隙，若为后半部分时隙则在原有时隙计算上加上n/2个时隙即可；

退出随遇组网模式时，在乘员终端上选择退出随遇组网，乘员终端将“退出随遇组网”指令发到临时无线通信网络中，两车乘员终端和车载控制盒自动根据本车原来的频道参数和时隙进行修改和调整。当前时隙为后半部分时隙时，在现有时隙计算上减去n/2个时隙即可。

在两车任意乘员终端上操作，设置将要协同作业的车号，两车终端需要分别操作设置。例如在A车乘员终端(例如A1)上选择随遇组网的车号为B车，同时在B车乘员终端(例如B2)上选择随遇组网的车号为A车。根据车号的排列前后顺序，自动选择车号较小的车辆(例如为A车)当前使用的无线频点等参数，车号较小的车辆占用传输周期的前半部分时隙，车号较大的车辆占用传输周期的后半部分时隙。

其中，乘员终端的时隙分配与班组无线通信系统中方式相似，分别使用本车的剩余时隙。

在一个示例性实施例中，无线自组网系统中一接入设备在各自的对应的时隙中发送数据时，发送的数据携带有第一标识，所述第一标识用于指示是否仅允许与所述接入设备在同一组的其他接入设备接收；

无线自组网系统中另一接入设备通过如下方式执行数据接收操作，包括：

如果接收的数据携带有所述第一标识，则根据接收的数据对应的目标时隙，确定发送该数据的接入设备；

如果本地接入设备与发送该数据的接入设备均属于同一组接入设备，则对所述目标时隙的数据进行接收处理。

具体的，所述一接入设备为车载控制盒，所述车载控制盒在通过车际通信网络接收到数据后，发送车际通信网络的数据的同时，还发送所述第一标识，其中：

所述第一标识用于指示与所述车载控制盒在同一组中的班长乘员终端接收；或者，

所述第一标识用于指示与所述车载控制盒在同一组中的班长乘员终端和至少部分乘员终端接收。

车际通信接收仅允许本车班长和其他乘员监听，班长乘员终端将本车车载控制盒的无线信号转化为数据或模拟音频播放，其他乘员终端在允许的情况下可以将本车车载控制盒的无线信号转化为数据或模拟音频播放，保证原车内组网私有通信能力。

两车组员乘员终端将接收到的其余乘员终端的无线信号以及两车班长乘员终端车内通信时的无线信号转化为数据或模拟音频播放，实现临时无线通信网络内乘员间的双工话音通信和数据传输。

在一个示例性实施例中，无线自组网系统中一接入设备在各自的对应的时隙中发送数据时，发送的数据携带有第二标识，所述第二标识用于指示是否仅允许被选中的接入设备接收；

无线自组网系统中另一接入设备通过如下方式执行数据接收操作，包括：

如果接收的数据携带有所述第二标识，且本地接入设备在第二标识指示的被选中的接入设备中，则对所述数据进行接收处理。

具体的，所述一接入设备为班长乘员终端；

其中，所述班长乘员终端在发送用于车际通信的数据的同时，还发送第二标识，其中所述第二标识中被选中的接入设备为与班长乘员终端在同一组的车载控制盒。

其中，班长乘员终端车际通信发送方式与单车组网通信中方式相同，车载控制盒仅将接收到的本车班长乘员终端无线信号转换后进行车际通信发送。

本申请实施例提供的系统具有如下优势：

a)在两车协同作业时，两车所有乘员终端可以临时组成一个无线通信网络，能够进行网内无障碍通话和数据传输，不依赖于通信控制器和电台；

b)在两车协同作业时，车上乘员中班长仍能够通过车载控制盒、通信控制器、电台与其他车进行车际通话；

c)乘员终端与车载控制盒通过无中心方式进行无线组网通信，形成班组无线通信系统。乘员终端采用手持设备或头戴设备形式，可以由乘员携带在车内或下车后视距范围内进行话音或数据通信。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。